Χαλκογόνα: τι είναι, τι είναι, ιδιότητες

Εσείς χαλκογόνα είναι τα χημικά στοιχεία που ανήκουν στην ομάδα 16 των Περιοδικός Πίνακας. Αναγνωρίζονται επειδή έχουν μόνο έξι ηλεκτρόνια στο φλοιό σθένους και έχουν ως εντυπωσιακό χαρακτηριστικό τη μείωση του μη μεταλλικού χαρακτήρα με την αύξηση του ατομικού αριθμού στην ομάδα.

Διαβάστε επίσης: Οκταδική θεωρία — η θεωρία για τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο κέλυφος σθένους ενός ευγενούς αερίου

Περίληψη Chalcogen

• Τα χαλκογόνα είναι στοιχεία που ανήκουν στην ομάδα 16 του Περιοδικού Πίνακα.
• Είναι τα στοιχεία οξυγόνο (O), θείο (S), σελήνιο (Se), τελλούριο (Te) και πολώνιο (Po).
• Ο μη μεταλλικός χαρακτήρας εμπίπτει στην ομάδα, με το πολώνιο να είναι ένα στοιχείο που θεωρείται μεταλλικό.
• Το οξυγόνο είναι το πιο ευδιάκριτο χημικά στοιχείο από αυτά με σταθερά ισότοπα, με τα S, Se και Te να είναι χημικά πλησιέστερα.
• Το πολώνιο δεν έχει σταθερά ισότοπα και ο χειρισμός του είναι δύσκολος.
• Το Livermorium ανακαλύφθηκε πρόσφατα και δεν υπάρχουν ακόμα αξιόπιστες πληροφορίες για τις ιδιότητές του.
• Τα χαλκογόνα έχουν έξι ηλεκτρόνια σθένους.
• Δεν πρέπει να συγχέονται με τα αλογόνα, τα οποία είναι στοιχεία που ανήκουν στην ομάδα 17 του Περιοδικού Πίνακα.

Τι είναι τα χαλκογόνα;

το χαλκογόνο είναι α όρος που χρησιμοποιείται για να δηλώσει το χημικά στοιχεία από την ομάδα 16 του Περιοδικού Πίνακα. Το όνομά του προέρχεται από τα ελληνικά και μπορεί να μεταφραστεί ως "πρώην μεταλλεύματος". Τα χαλκογόνα φέρθηκαν για πρώτη φορά το έτος 1930, από την ομάδα εργασίας του Γερμανού επιστήμονα Wilhelm Blitz, από το Ινστιτούτο Ανόργανης Χημείας του Πανεπιστημίου του Ανόβερου, Γερμανία.

Τι είναι τα χαλκογόνα;

• Οξυγόνο (Ο), ατομικός αριθμός 8.
• Θείο (S), ατομικός αριθμός 16.
• Σελήνιο (Se), ατομικός αριθμός 34.
• Τελλούριο (Te), ατομικός αριθμός 52.
• Πολώνιο (Po), ατομικός αριθμός 84.
• Livermorium (Lv), ατομικός αριθμός 116.

Δείγμα θείου.

Χαρακτηριστικά των χαλκογόνων

Το κύριο χαρακτηριστικό της ομάδας χαλκογόνων είναι το πτώση του μη μεταλλικού χαρακτήρα κατά μήκος της ομάδας. Αυτό δικαιολογείται από το αγώγιμο χαρακτηριστικό των ισοτόπων των στοιχείων. Το οξυγόνο εμφανίζεται φυσικά μέσω δύο φυσικών ισοτόπων: O₂ και το₃, και τα δύο αέρια σε θερμοκρασία δωματίου.

Το θείο έχει πολλά ισότοπα, τα οποία θεωρούνται όλα μονωτικά. Τα σταθερά ισότοπα των Se και Te είναι ημιαγωγοί, ενώ το πολώνιο είναι γνωστό ότι είναι μεταλλικός αγωγός. Το Po είναι, παρεμπιπτόντως, το στοιχείο του οποίου η χημεία είναι λιγότερο γνωστή, καθώς τα σταθερά ισότοπά του δεν είναι γνωστά και λόγω του ότι ²¹⁰Το Po, το πιο κοινό ισότοπο, είναι δύσκολο να χειριστεί κανείς.

Δείγμα σεληνίου.

Το οξυγόνο ξεχωρίζει στην ομάδα, κυρίως λόγω του πολύ υψηλού του ηλεκτραρνητικότητα (περίπου 3,5), που συσχετίζεται με το υψηλό του ενέργεια ιονισμού είναι μικρό ατομική ακτίνα. Στην πραγματικότητα, τα άλλα χαλκογόνα (θείο, σελήνιο και τελλούριο) μοιάζουν περισσότερο μεταξύ τους παρά με το οξυγόνο.

Αυτή η διαφορά μπορεί να εξηγηθεί, για παράδειγμα, στον τομέα της Γεωχημείας. Υπάρχουν στοιχεία που ονομάζονται χαλκόφιλα, τα οποία έχουν λιγότερη συγγένεια με το οξυγόνο και καταλήγουν να δεσμεύονται με S, Se και Te. Οι λιθόφιλοι, γενικά μέταλλα αλκαλική, μέταλλα αλκαλικών γαιών είναι πυρίτιο — καταλήγουν να προτιμούν να συνδέονται με το οξυγόνο.

Το Livermorium είναι ένα συνθετικό και πρόσφατα ανακαλυφθέν στοιχείο, συμπεριλήφθηκε στον Περιοδικό Πίνακα μόνο το 2012. Τα ισότοπά του έχουν σύντομο χρόνο ημιζωής και επομένως οι ιδιότητές τους είναι ακόμη άγνωστες.

Ιδιότητες των χαλκογόνων

Ο παρακάτω πίνακας φέρνει ιδιότητες των στοιχείων της ομάδας 16|1|.

Ιδιότητες των χαλκογόνων
Χημικό στοιχείο	Ενέργεια ιοντισμού (kJ.mol^-1)	Ηλεκτρονική συγγένεια (kJ.mol^-1)	Σημείο τήξης (°C)	Σημείο βρασμού (°C)	ηλεκτραρνητικότητα
Ο	1314	141	-218,8	-183,0	3,610
μικρό	1000	200	112,8	444,7	2,589
αν	941	195	217	685	2,424
Εσείς	869	190	452	990	2,158
Σκόνη	812	180	250	962	2,19

Παρατηρείται ότι οι τιμές για το οξυγόνο είναι αρκετά απομακρυσμένες από τα άλλα χαλκογόνα, εξηγώντας τη διαφορά τους σε σχέση με την υπόλοιπη ομάδα.

Μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα ορισμένων χαλκογόνων, πιο συγκεκριμένα των S, Se και Te, είναι το γεγονός ότι μπορεί να κάνει ομοατομικές αλυσίδες ή δαχτυλίδια, τόσο σε μοριακή όσο και σε ιοντική μορφή.

Δείγμα τελλουρίου.

Ηλεκτρονική κατανομή των χαλκογόνων

Όλα τα χαλκογόνα έχουν έξι ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους.

• ₈Ο: [Αυτός] 2 δευτ² 2π⁴
• ₁₆ΜΙΚΡΟ: [Ne] 3s² 3π⁴
• ₃₄Αν: [Αέρας] 3d¹⁰ 4s² 4σ⁴
• ₅₂Εσείς: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5π⁴
• ₈₄Σκόνη: [Xe] 4f¹⁴ 5δ¹⁰ 6 δευτ² 6π⁴
• ₁₁₆Lv: [Rn] 5f¹⁴ 6δ¹⁰ 7s² 7π⁴

Εφαρμογή των χαλκογόνων

Το οξυγόνο χρησιμοποιείται για περιβάλλοντα και καταστάσεις όπου ο αέρας σπανίζει.

• Οξυγόνο: χρησιμοποιείται κυρίως ως καύσιμα (όσο για οξυακετυλένιο ή φλόγες από υδρογόνο), εκτός από το ότι χρησιμοποιείται ως στήριγμα για την αναπνοή σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα και στην παραγωγή ατσάλι.
• Θείο: υπάρχει σε μια από τις πιο σημαντικές χημικές ουσίες του πλανήτης Γη, Ποιο είναι το θειικό οξύ. Τα επίπεδα παραγωγής θειικού οξέος ενός έθνους χρησιμοποιούνται ακόμη και ως δείκτης οικονομικής ανάπτυξης. Το θείο χρησιμοποιείται ακόμα στην κατασκευή του λιπάσματα με βάση το φωσφορικό άλας και άλλα γεωργικά προστατευτικά, εκτός από τη χρήση στη διύλιση Πετρέλαιο.
• Σελήνιο: Το άμορφο σελήνιο έχει την ικανότητα να μετατρέπει το φως σε ηλεκτρική ενέργεια, έτσι αυτό το στοιχείο χρησιμοποιείται σε φωτοηλεκτρικά κύτταρα, φωτοτυπικά μηχανήματα και ανιχνευτές ακτίνων Χ. Χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή γυαλιού, προκειμένου να εξουδετερώσει το πράσινο χρώμα που προκαλείται από ακαθαρσίες του σίδερο υπάρχουν στον τύπο του πυριτίου σόδα λάιμ. Η παρουσία του σε γυάλινα πάνελ μειώνει επίσης τη μετάδοση της ηλιακής θερμότητας.
• Τελλούριο: σχεδόν το ήμισυ του παραγόμενου τελλουρίου χρησιμοποιείται ως πρόσθετο για χάλυβες χαμηλής ποιότητας. άνθρακας, ώστε να εξασφαλίζεται μεγαλύτερη μηχανική αντίσταση. Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν τεχνολογικές εφαρμογές όπως καταλύτες και κυτταρικά κύτταρα, καθώς το τελλούριο είναι ημιαγωγός.
• Πολώνιο: ξεχωρίζει για την τοξικότητά του, καθώς είναι ένα από τα πιο τοξικά στοιχεία που είναι γνωστά. Ωστόσο, είναι ένα ραδιενεργό στοιχείο, των οποίων τα ισότοπα, τα οποία είναι δύσκολο να συντεθούν, έχουν λίγες εφαρμογές στον πρακτικό τομέα, περιοριζόμενοι στα εργαστήρια χημείας.
• Livermorium: νεοανακαλυφθέν συνθετικό στοιχείο, δεν έχει ακόμη γνωστές πρακτικές εφαρμογές.

Δείτε επίσης: Ποιες είναι οι χρήσεις του θειικού οξέος από τη βιομηχανία;

Chalcogens vs Alogens

Εσείς αλογόνα διαφέρουν από τα χαλκογόνα σε ορισμένα συγκεκριμένα σημεία. Καταρχήν, Τα αλογόνα είναι χημικά στοιχεία που ανήκουν στην ομάδα 17 του Περιοδικού Πίνακα., μια ομάδα που ξεκινά από το άτομο του φθόριο (F).

Έχουν επτά ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους, εκτός του ότι είναι πιο ηλεκτραρνητικό και έχει μεγαλύτερο συγγένεια ηλεκτρονίων σε σύγκριση με τα χαλκογόνα της ίδιας περιόδου.

Μια άλλη διαφορά που μπορεί να αναφερθεί είναι το γεγονός ότι όλα τα αλογόνα είναι αμέταλλα, και, επομένως, τα στοιχεία του έχουν λιγότερο μεταλλικό χαρακτήρα σε σύγκριση με τα χαλκογόνα της ίδιας περιόδου.

Λυμένες ασκήσεις για τα χαλκογόνα

ερώτηση 1

Τα στοιχεία της ομάδας 16 είναι γνωστά ως χαλκογόνα. Για να θεωρηθεί ένα χημικό στοιχείο ως χαλκογόνο, πόσα ηλεκτρόνια πρέπει να έχει στη στιβάδα του σθένους;

Α2

Β) 4

Γ) 6

Δ) 7

Ε) 8

Ανάλυση:

Εναλλακτική Γ

Όλα τα χαλκογόνα έχουν έξι ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους, όπως φαίνεται, για παράδειγμα, κατά την αξιολόγηση της ηλεκτρονικής κατανομής του οξυγόνου (1s² 2s² 2π⁴) και θείο (1δ² 2s² 2π⁶ 3s² 3π⁴).

Ερώτηση 2

Σχετικά με τα χαλκογόνα, απαντήστε:

Εγώ. Το πολώνιο είναι το πιο μεταλλικό χαλκογόνο.

II. Το οξυγόνο έχει τη χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των χαλκογόνων.

III. Έχουν έξι ηλεκτρόνια στο φλοιό σθένους τους.

IV. Το τελλούριο έχει χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα από το θείο.

Οι δηλώσεις είναι σωστές

Α) I, II και IV.

Β) I, III και IV.

Γ) I και III.

Δ) II, III και IV.

Ε) II και III.

Ανάλυση:

Εναλλακτική Β

Εγώ. Το πολώνιο είναι το πιο μεταλλικό χαλκογόνο. (ΑΛΗΘΗΣ)

Το πολώνιο είναι ακόμη και μεταλλικό στοιχείο.

II. Το οξυγόνο έχει τη χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των χαλκογόνων. (Ψευδής)

Το οξυγόνο έχει την υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των χαλκογόνων και τη δεύτερη υψηλότερη σε ολόκληρο τον Περιοδικό Πίνακα.

III. Έχουν έξι ηλεκτρόνια στο φλοιό σθένους τους. (ΑΛΗΘΗΣ)

Τα χαλκογόνα χαρακτηρίζονται από το ότι έχουν έξι ηλεκτρόνια σθένους.

IV. Το τελλούριο έχει χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα από το θείο. (ΑΛΗΘΗΣ)

Το τελλούριο έχει χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα από το θείο επειδή η ατομική του ακτίνα είναι μεγαλύτερη.

Βαθμοί

|1| ΜΙΣΛΕΡ, Γ. ΜΕΓΑΛΟ.; ΦΙΣΕΡ, Π. J.; TARR, Δ. ΕΝΑ. Ανόργανη χημεία. 5η έκδ. Σάο Πάολο: Pearson Education do Brasil, 2014.

Του Stefano Araujo Novais
Καθηγητής Χημείας