Kalkogeenid: mis need on, mis need on, omadused

Sina kalkogeenid on rühma 16 kuuluvad keemilised elemendid Perioodilisustabel. Need identifitseeritakse, kuna nende valentskihis on ainult kuus elektroni ja nende silmatorkavaks tunnuseks on mittemetallilise iseloomu vähenemine koos aatomarvu suurenemisega rühmas.

Loe ka: Okteti teooria - teooria elektronide arvu kohta väärisgaasi valentskihis

Kalkogeeni kokkuvõte

• Kalkogeenid on perioodilise tabeli 16. rühma kuuluvad elemendid.
• Need on elemendid hapnik (O), väävel (S), seleen (Se), telluur (Te) ja poloonium (Po).
• Mittemetalliline iseloom langeb piki rühma, kusjuures poloonium on metalliliseks peetav element.
• Hapnik on stabiilsete isotoopidega kõige keemiliselt eristatav element, kusjuures S, Se ja Te on keemiliselt kõige lähemal.
• Polooniumil pole stabiilseid isotoope ja selle käsitlemine on keeruline.
• Livermorium avastati hiljuti ja selle omaduste kohta pole siiani kindlat teavet.
• Kalkogeenidel on kuus valentselektroni.
• Neid ei tohiks segi ajada halogeenidega, mis kuuluvad perioodilise tabeli 17. rühma.

Mis on kalkogeenid?

kalkogeen on a termin, mida kasutatakse tähistamiseks keemilised elemendid perioodilise tabeli 16. rühmast. Selle nimi pärineb kreeka keelest ja seda võib tõlkida kui "maagi endine". Kalkogeenid tõid esimest korda 1930. aastal Saksa teadlase Wilhelm Blitzi töörühm Hannoveri ülikooli anorgaanilise keemia instituudist. Saksamaa.

Mis on kalkogeenid?

• Hapnik (O), aatomnumber 8.
• Väävel (S), aatomnumber 16.
• Seleen (Se), aatomnumber 34.
• Telluur (Te), aatomnumber 52.
• Poloonium (Po), aatomnumber 84.
• Livermorium (Lv), aatomnumber 116.

Väävli proov.

Kalkogeenide omadused

Kalkogeenirühma peamine omadus on mittemetallilise iseloomu langus kogu rühmas. See on põhjendatud elementide isotoopide juhtivusega. Hapnik esineb looduslikult kahe looduslikult esineva isotoobi kaudu: O₂ ja₃, mõlemad gaasid toatemperatuuril.

Väävlil on mitu isotoopi, mida kõiki peetakse isolaatoriteks. Se ja Te stabiilsed isotoobid on pooljuhid, samas kui poloonium on teadaolevalt metalljuht. Po on muide element, mille keemia on vähem tuntud, kuna selle stabiilsed isotoobid pole teada ja kuna see ²¹⁰Po, kõige levinum isotoop, on raskesti manipuleeritav.

Seleeni proov.

Rühmas paistab silma hapnik, peamiselt selle väga kõrge taseme tõttu elektronegatiivsus (umbes 3,5), mis korreleerub selle kõrgega ionisatsioonienergia on väike aatomi raadius. Tegelikult, teised kalkogeenid (väävel, seleen ja telluur) on üksteisega sarnasemad kui hapnikuga.

Seda erinevust saab seletada näiteks geokeemia valdkonnas. On elemente, mida nimetatakse kalkofiilideks, millel on väiksem afiinsus hapnikuga ja mis lõpuks seonduvad S, Se ja Te-ga. Litofiilid üldiselt metallid aluseline, leelismuldmetallid see on räni — lõpuks eelistavad sidet hapnikuga.

Livermorium on sünteetiline ja äsja avastatud element, mis sisaldub perioodilises tabelis alles 2012. aastal. Selle isotoopide poolestusaeg on lühike ja seetõttu pole nende omadused veel teada.

Kalkogeenide omadused

Järgmises tabelis on toodud rühma 16| elementide omadused1|.

Kalkogeenide omadused
Keemiline element	Ionisatsioonienergia (kJ.mol^-1)	Elektrooniline afiinsus (kJ.mol^-1)	Sulamistemperatuur (°C)	Keemistemperatuur (°C)	elektronegatiivsus
O	1314	141	-218,8	-183,0	3,610
s	1000	200	112,8	444,7	2,589
kui	941	195	217	685	2,424
Sina	869	190	452	990	2,158
Tolm	812	180	250	962	2,19

On märgatud, et hapniku väärtused on teistest kalkogeenidest üsna kaugel, selgitades nende erinevust ülejäänud rühma suhtes.

Mõnede kalkogeenide, täpsemalt S, Se ja Te, huvitav omadus on asjaolu, et nad võib moodustada homoatomilisi ahelaid või rõngaid, nii molekulaarsel kui ioonsel kujul.

Telluuri proov.

Kalkogeenide elektrooniline jaotus

Kõigil kalkogeenidel on kuus elektronid juures valents kest.

• ₈O: [Ta] 2s² 2p⁴
• ₁₆S: [Ne] 3s² 3p⁴
• ₃₄Kui: [Õhk] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
• ₅₂Sina: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴
• ₈₄Tolm: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴
• ₁₁₆Lv: [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁴

Kalkogeenide kasutamine

Hapnikku kasutatakse keskkondades ja olukordades, kus õhk on haruldane.

• Hapnik: kasutatakse peamiselt kui kütust (nagu oksüatsetüleeni või leekide puhul vesinik), lisaks kasutatakse hingamise toetajana konkreetsetes keskkondades ja tootmisel terasest.
• Väävel: sisaldub ühes kõige olulisemas keemilises aines planeet Maa, mis on väävelhape. Riigi väävelhappe tootmise taset kasutatakse isegi majanduskasvu näitajana. Väävlit kasutatakse valmistamisel siiani väetised põhineb fosfaadil ja muudel põllumajanduskaitsevahenditel, lisaks kasutatakse rafineerimisel Nafta.
• Seleen: amorfsel seleenil on võime valgust muundada elektrit, seega kasutatakse seda elementi fotoelementides, koopiamasinates ja röntgendetektorites. Seda kasutatakse ka klaasi tootmisel, et neutraliseerida lisanditest põhjustatud rohelist värvi raud esineb ränidioksiidi tüübis laimi sooda. Selle olemasolu klaaspaneelides vähendab ka päikesesoojuse läbilaskvust.
• Telluur: ligi pool toodetud telluurist kasutatakse madala kvaliteediga teraste lisandina. süsinik, et tagada suurem mehaaniline vastupidavus. Muud rakendused hõlmavad tehnoloogilisi rakendusi, nagu katalüsaatorid ja rakuelemendid, kuna telluur on pooljuht.
• Poloonium: paistab silma oma toksilisuse poolest, kuna see on üks kõige mürgisemaid teadaolevaid elemente. Siiski on see a radioaktiivne element, mille raskesti sünteesitavad isotoobid on praktilises valdkonnas vähe kasutatavad, piirdudes keemialaboritega.
• Livermorium: äsja avastatud sünteetiline element, millel pole siiani teadaolevaid praktilisi rakendusi.

Vaata ka: Milleks tööstuses väävelhapet kasutatakse?

Kalkogeenid vs halogeenid

Sina halogeenid erinevad kalkogeenidest teatud punktide poolest. Esiteks, Halogeenid on perioodilise tabeli 17. rühma kuuluvad keemilised elemendid., rühm, mille on algatanud aatom fluor (F).

Nende valentskihis on seitse elektroni, lisaks sellele, et see on elektronegatiivsem ja millel on suurem elektronide afiinsus võrreldes sama perioodi kalkogeenidega.

Teine erinevus, mida võib mainida, on asjaolu, et kõik halogeenid on mittemetallid, ja seetõttu on selle elementidel sama perioodi kalkogeenidega võrreldes vähem metallilist iseloomu.

Lahendati harjutusi kalkogeenidel

küsimus 1

16. rühma elemente tuntakse kalkogeenidena. Kui palju elektrone peab sellel valentskihis olema, et keemilist elementi saaks pidada kalkogeeniks?

A) 2

B) 4

C) 6

D) 7

E) 8

Resolutsioon:

Alternatiiv C

Kõikidel kalkogeenidel on kuus valentselektroni, nagu on näha näiteks hapniku elektroonilise jaotuse hindamisel (1s² 2s² 2p⁴) ja väävel (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴).

küsimus 2

Kalkogeenide kohta vastus:

i. Poloonium on kõige metallilisem kalkogeen.

II. Kalkogeenidest on hapnikul madalaim elektronegatiivsus.

III. Nende valentskihis on kuus elektroni.

IV. Telluuril on madalam elektronegatiivsus kui väävlil.

Väited on õiged

A) I, II ja IV.

B) I, III ja IV.

C) I ja III.

D) II, III ja IV.

E) II ja III.

Resolutsioon:

Alternatiiv B

i. Poloonium on kõige metallilisem kalkogeen. (TÕSI)

Poloonium on isegi metalliline element.

II. Kalkogeenidest on hapnikul madalaim elektronegatiivsus. (Vale)

Hapniku elektronegatiivsus on kalkogeenide hulgas kõrgeim ja kogu perioodilises tabelis kõrgeim.

III. Nende valentskihis on kuus elektroni. (TÕSI)

Kalkogeenidele on iseloomulik kuue valentselektroni olemasolu.

IV. Telluuril on madalam elektronegatiivsus kui väävlil. (TÕSI)

Telluuril on madalam elektronegatiivsus kui väävlil, kuna selle aatomiraadius on suurem.

Hinded

|1| MIESSLER, G. L.; FISHER, P. J.; TARR, D. A. Anorgaaniline keemia. 5. väljaanne São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

Autor Stefano Araujo Novais
Keemia õpetaja