Grupați 16 elemente

Probele celor patru calcogeni sunt stabile în condiții normale

Elementele grupului 16 din tabelul periodic sau elementele grupului oxigen sunt: oxigen (O), sulf (S), seleniu (Se), telur (Te) și poloniu (Po, radioactiv ). Livermorium (Lv) aparține, de asemenea, grupului 16, dar doar câțiva atomi au fost produși și proprietățile sale fundamentale sunt încă necunoscute. ^[1]

Descriere

În nomenclatura chimică anterioară, grupa 16 a fost denumită VIB sau VIA. Aceste elemente sunt numite și calcogeni , un nume care a căzut în uz în limba italiană, în timp ce în alte limbi este folosit în mod obișnuit. Originea termenului de calcogen este destul de obscură și au fost propuse diverse etimologii . ^{[2] [3]} Termenul provine din combinația cuvântului grecesc khalkόs (χαλκός) și a cuvântului latin genēs . Khalkόs poate însemna cupru , bronz / alamă , orice metal în sens poetic, mineral sau monedă . ^[4] Prin urmare, calcogenul ar putea însemna generator de alamă , generator de minereuri de cupru , generator de minerale . Dintre aceste etimologii, numai generatorul de minerale se potrivește cu contextul grupului 16 al tabelului periodic, deoarece aproape toate mineralele importante din care sunt extrase metalele sunt oxizi sau sulfuri . ^[3] În plus, mai mult de 99% din mineralele comune sunt oxizi, sulfuri, selenide sau telururi . ^[5]

Calcogenii mai ușori în formă elementară sunt, în general, netoxici și sunt adesea esențiali pentru viață, în timp ce cei mai grei sunt în general toxici. Seleniul este un nutrient esențial în cantități mici (în medie un om îl conține 14 mg ), dar pentru cantități mai mari devine toxic. ^[1] Telurul nu are rol biologic; în formă elementară nu este foarte toxic, dar produce halitoză și un miros neplăcut al corpului; compușii săi sunt mai toxici. ^[1] Poloniul este extrem de periculos datorită radioactivității sale, care produce daune mult mai mari decât toxicitatea sa.

Oxigenul este extras din aer, care conține aproximativ 21%. Sulful se obține din desulfurarea combustibililor fosili, petrol și gaze naturale . Seleniul și telurul se obțin ca subproduse ale rafinării electrolitice a cuprului. Poloniul și livermoriul se obțin în general din acceleratorii de particule . Oxigenul este utilizat în principal de industria siderurgică pentru fabricarea oțelului . Cea mai mare parte a sulfului este transformată în acid sulfuric , un compus de importanță primară în industria chimică . ^[1] Principala aplicație a seleniului este în fabricarea sticlei . Tellurul este utilizat în compuși pentru discuri optice, echipamente electronice și celule fotovoltaice . Poloniul este utilizat în cercetarea științifică ca sursă de particule alfa . ^[1]

Proprietate

Unele proprietăți ale elementelor grupului sunt colectate în tabelul următor (livermorium nu a fost luat în considerare).

Reactivitatea chimică și tendințele grupului

În toate elementele grupului 16 configurația electronică a nivelului exterior este ns ² np ⁴ și, prin urmare, lipsesc doar doi electroni pentru a ajunge la configurația următorului gaz nobil . Cele mai frecvente stări de oxidare sunt –2 pentru oxigen și –2, +2, +4 și +6 pentru congeneri mai grei. ^[8]

Coborând în grup, caracterul metalic al elementului crește. Oxigenul și sulful sunt nemetalice izolatoare, Se și Te sunt semiconductori , iar Po este un metal . ^[7] Alte proprietăți precum dimensiunea și electronegativitatea se modifică în mod substanțial regulat, așa cum era de așteptat .

Similar cu ceea ce se observă în grupurile 13-16, în general proprietățile chimice ale primului element (oxigenul) sunt considerabil diferite de celelalte elemente ale grupului, în timp ce al doilea (sulf) are proprietăți chimice mai asemănătoare cu cele mai grele congenere. Aceste diferențe pot fi raționalizate cu diverse considerații: ^{[6] [8]}

• Oxigenul poate face cu ușurință legături duble de tip pπ - pπ cu el însuși, cu carbon și cu azot , ca de exemplu în molecula O ₂ sau în cetone , R ₂ C = O. Congenerii superiori au dificultăți în realizarea legăturilor pπ - pπ, deoarece dimensiunea mai mare a atomului face dificilă suprapunerea între orbitalele p ale atomilor vecini. Acest impediment devine din ce în ce mai mare pe măsură ce coborâți în grup. Cu toate acestea, pornind de la sulf, orbitalii d pot fi folosiți pentru a face mai multe legături dπ - pπ.
• Pornind de la sulf, orbitalii d pot fi folosiți și pentru extinderea octetului . În acest fel, se pot forma specii precum SF ₆ și Te (OH) ₆ . Pe de altă parte, oxigenul poate ajunge în mod normal la trei legături covalente, ca de exemplu în H ₃ O ⁺ .
• Sulful și congenerii superiori au o electronegativitate mult mai mică decât oxigenul și, în consecință, formează compuși cu un caracter ionic mai scăzut.
• Coborârea grupului scade drastic importanța legăturii de hidrogen . În condiții normale H ₂ S este un gaz în timp ce H ₂ O este lichid.
• Sulful are o mare tendință la catenare, depășit în aceasta doar de carbon. Pentru aceasta poate forma compuși care nu au analogi în celelalte elemente ale grupului. Exemple sunt ionii de polisulfură , S _n ^2– , ionii de polionat, [O ₃ S - S _n –SO ₃ ] ^2– , polisulfanii , HS _n H și derivații lor.

Notă

Bibliografie

• ( EN ) L. Brown (ed.), The New Shorter Oxford English Dictionary , Oxford University Press, 1993, ISBN 978-0-19-861134-9 .
• FA Cotton, G. Wilkinson și PL Gaus, Principiile chimiei anorganice , Milano, Editura Ambrosiana, 1991.
• ( EN ) J. Emsley, Nature's Building Blocks: An AZ Guide to the Elements (Ed. Nouă ) , New York, Oxford University Press, 2011, ISBN 978-0-19-960563-7 .
• ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
• ( EN ) CE Housecroft și AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a III-a, Harlow (Anglia), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
• ( EN ) WB Jensen, O notă privind termenul „Chalcogen” ( PDF ), în J. Chem. Educ. , vol. 74, nr. 9, 1997, pp. 1063-4. Adus la 12 decembrie 2015 (arhivat din original la 29 octombrie 2013) .
• ( EN ) C. Klein și CS Hurlburt, Manual de mineralogie: După James D. Dana , ediția a XXI-a, John Wiley & Sons, 1998, ISBN 978-0-471-31266-6 .
• Chalcogen , on Dictionary of Physical Sciences , Treccani, 1996. Accesat la 3 decembrie 2015 .

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe elemente din grupul 16

Portalul chimiei

Portalul de fizică