AMFIGENEN: ELEMENTEN, EIGENSCHAPPEN EN VERBINDINGEN - CHEMIE - 2025

De chalcogenen of chalcogenen zijn chemische elementen die behoren tot de groep of familie van zuurstof van het periodiek systeem. Ze zitten in groep VIA of 16, aan de rechterkant of blok p.

Het hoofd van de groep wordt, zoals de naam al aangeeft, bezet door het element zuurstof, dat fysiek en chemisch verschilt van de elementen van dezelfde groep. Het woord 'chalcogeen' is afgeleid van het Griekse woord chalcos, wat koper betekent.

Bron: Pxhere

Veel scheikundigen hebben deze elementen genoemd als vormers van as, krijt, bronzen beelden en kettingen. De meest nauwkeurige interpretatie komt echter overeen met die van 'mineraalvormers'.

Chalcogenen worden dus gekenmerkt doordat ze in ontelbare mineralen aanwezig zijn; zoals silicaten, fosfaten, oxiden, sulfiden, seleniden, etc.

Aan de andere kant betekent het woord 'antigeen' in staat zijn om zure of basische verbindingen te vormen. Een eenvoudig voorbeeld hiervan is het feit dat er zure en basische oxiden zijn.

Zuurstof zit niet alleen in de lucht die je inademt, maar maakt ook deel uit van 49% van de aardkorst. Om deze reden is het niet genoeg om naar de wolken te kijken om hem rechtop te hebben; en om de maximale fysieke manifestatie van chalcogenen te overdenken, is het noodzakelijk om een ​​berg of een erts te bezoeken.

Chalcogene elementen

Bron: Gabriel Bolívar

Wat zijn de elementen van groep 16? De bovenste afbeelding toont de kolom of groep met al zijn elementen, aangevoerd door zuurstof. We noemen ze in aflopende volgorde: zuurstof, zwavel, selenium, tellurium en polonium.

Hoewel niet weergegeven, bevindt zich onder het polonium het synthetische, radioactieve element en het tweede zwaarste na oganeson: livermorio (Lv).

Zuurstof

Zuurstof wordt in de natuur voornamelijk aangetroffen als twee allotropen: O ₂ , moleculaire of diatomische zuurstof, en O ₃ , ozon. Het is gas onder aardse omstandigheden en wordt verkregen door het vloeibaar maken van lucht. In vloeibare toestand heeft het bleke blauwachtige tinten en in de vorm van ozon kan het roodbruine zouten vormen, ozoniden genaamd.

Zwavel

Het heeft van nature twintig verschillende allotropen, waarvan de meest voorkomende S ₈ "de zwavelkroon" is. Zwavel kan met zichzelf cyclische moleculen of spiraalvormige ketens vormen met covalente binding SSS…; Dit staat bekend als catenation.

Onder normale omstandigheden is het een gele vaste stof, waarvan de roodachtige en groenachtige kleur afhankelijk is van het aantal zwavelatomen waaruit het molecuul bestaat. Alleen in de gasfase wordt het gevonden als een diatomisch molecuul S = S, S ₂ ; vergelijkbaar met moleculaire zuurstof.

Selenium en telluur

Selenium vormt kortere ketens dan zwavel; maar met voldoende structurele diversiteit om allotropen van rood, grijsachtig kristallijn en amorf zwart te vinden.

Sommigen beschouwen het als een metalloïde en anderen als een niet-metalen element. Verrassend genoeg is het essentieel voor levende organismen, maar in zeer lage concentraties.

Tellurium daarentegen kristalliseert als een grijsachtige vaste stof en bezit de kenmerken en eigenschappen van een metalloïde. Het is een zeer schaars element in de aardkorst en wordt in extreem lage concentraties aangetroffen in zeldzame mineralen.

Polonium

Van alle chalcogenen is het het enige metalen element; maar net als zijn 29 isotopen (en andere) is het onstabiel, zeer giftig en radioactief. Het wordt als sporenelement aangetroffen in sommige uraniummineralen en in tabaksrook.

Eigendommen

Elektronische configuratie en valentiecondities

Alle chalcogenen hebben dezelfde elektronische configuratie: ns ² np ⁴ . Ze hebben dus zes valentie-elektronen. Omdat ze zich in blok p bevinden, aan de rechterkant van het periodiek systeem, hebben ze de neiging elektronen meer op te nemen dan te verliezen; daarom krijgen ze twee elektronen om hun valentie-octet te voltooien, en bijgevolg krijgen ze een valentie van -2.

Evenzo kunnen ze alle zes hun valentie-elektronen verliezen, waardoor ze een toestand van +6 hebben.

De mogelijke valentie-toestanden voor chalcogenen variëren van -2 tot +6, deze twee zijn de meest voorkomende. Naarmate men zich verder in de groep beweegt (van zuurstof naar polonium), neemt de neiging van de elementen om een ​​positieve valentie aan te nemen toe; wat gelijk staat aan een toename van het metaalachtige karakter.

Zuurstof verkrijgt bijvoorbeeld een valentie-toestand van -2 in bijna al zijn verbindingen, behalve wanneer het bindingen vormt met fluor, waardoor het gedwongen wordt elektronen te verliezen vanwege zijn hogere elektronegativiteit, waarbij het een valentie-toestand aanneemt van +2 (OF ₂ ) . Peroxiden zijn ook een voorbeeld van verbindingen waarbij zuurstof een valentie heeft van -1 en niet -2.

Metaalachtig en niet-metaalachtig karakter

Als je naar beneden gaat in de groep, nemen de atoomstralen toe en daarmee worden de chemische eigenschappen van de elementen gewijzigd. Zuurstof is bijvoorbeeld een gas en thermodynamisch gezien is het stabieler als een diatomisch molecuul O = O, dan als een ‘zuurstofketen’ OOOO …

Het is het element met het hoogste niet-metallische karakter van de groep en vormt daarom covalente verbindingen met alle elementen van het p-blok en met enkele overgangsmetalen.

Het niet-metalen karakter neemt af naarmate het metaalachtige karakter toeneemt. Dit komt tot uiting in fysische eigenschappen zoals kook- en smeltpunten, die toenemen van zwavel naar polonium.

Een ander kenmerk van de toename van het metallische karakter is de toename van de kristallijne configuraties van de verbindingen gevormd door telluur en polonium.

Verbindingen

Enkele verbindingen gevormd door chalcogenen worden hieronder algemeen vermeld.

Hydrides

-H ₂ O

-H ₂ S

Volgens de IUPAC-nomenclatuur wordt het waterstofsulfide genoemd en niet zwavelhydride; omdat H een valentie van -1 mist.

-H ₂ Se

Evenzo wordt het genoemd als waterstofselenide, net als de rest van de hydriden.

-H ₂ Te

-H ₂ Po

Zuurstofhydride is water. De andere zijn stinkend en giftig, waarbij H ₂ S de bekendste is, zelfs in de populaire cultuur.

Sulfiden

Ze hebben allemaal het anion S ^2- (de eenvoudigste) gemeen . Onder hen zijn:

-MgS

-FeS

-CuFeS ₂

-Na ₂ S

-BaS

Evenzo zijn er seleniden, Se ^2- ; telenuros, Te ^2- , en polonuros, Po ^2- .

Halogeniden

Chalcogenen kunnen verbindingen vormen met halogenen (F, Cl, Br, I). Sommige ervan zijn:

-TeI ₂

-S ₂ F ₂

-Van ₂

-SCl ₂

-SF ₆

-SeBr ₄

Oxiden

Eindelijk zijn er de oxiden. In hen heeft zuurstof een valentie van -2, en ze kunnen ionisch of covalent zijn (of kenmerken van beide hebben). U heeft bijvoorbeeld de volgende oxiden:

SO ₂

-TeO ₂

-Ag ₂ O

-Fe ₂ O ₃

-H ₂ O (waterstofoxide)

-SeO ₃

Er zijn honderdduizenden andere verbindingen met interessante vaste structuren. Bovendien kunnen ze polyanionen of polykationen presenteren, vooral in het geval van zwavel en selenium, waarvan de ketens positieve of negatieve ladingen kunnen krijgen en een wisselwerking kunnen hebben met andere chemische soorten.

Referenties

1. López A. (2019). Zuurstof en zijn groep (de zuurstoffamilie). Academie. Hersteld van: academia.edu
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. In The elements of group 16. (Vierde editie). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2018). Chalcogen. Hersteld van: https://en.wikipedia.org/wiki/Chalcogen
4. Catherine H. Banks. (2019). Chalcogenen. Advameg. Hersteld van: chemistryexplained.com
5. William B. Jensen. (1997). Een opmerking over de term «Chalcogeen». Journal of Chemical Education, 74 (9), 1063. DOI: 10.1021 / ed074p1063.
6. Chemie Libretexts. (16 mei 2017). De elementen van groep 16 (de chalcogenen). Hersteld van: chem.libretexts.org.