ANFIGENI: ELEMENTI, PROPRIETÀ E COMPOSTI - CHIMICA - 2025

I calcogeni o calcogeni sono elementi chimici appartenenti al gruppo o alla famiglia dell'ossigeno della tavola periodica. Sono nel gruppo VIA o 16, situato sul lato destro o blocco p.

Il capo del gruppo, come suggerisce il nome, è occupato dall'elemento ossigeno, che differisce fisicamente e chimicamente dai suoi elementi dello stesso gruppo. La parola "calcogeno" deriva dalla parola greca chalcos, che significa rame.

Fonte: Pxhere

Molti chimici hanno chiamato questi elementi come formatori di cenere, gessi, bronzi e catene. Tuttavia, l'interpretazione più accurata corrisponde a quella dei "formatori di minerali".

Pertanto, i calcogeni sono caratterizzati dall'essere presenti in innumerevoli minerali; come silicati, fosfati, ossidi, solfuri, seleniuri, ecc.

D'altra parte, la parola "antigene" significa capace di formare composti acidi o basici. Un semplice esempio di ciò è nel fatto che ci sono ossidi acidi e basici.

L'ossigeno non si trova solo nell'aria che respiri, ma fa anche parte del 49% della crosta terrestre. Per questo non basta guardare le nuvole per averlo a testa alta; e per contemplare la massima manifestazione fisica dei calcogeni, è necessario visitare una montagna o un minerale.

Elementi calcogeni

Fonte: Gabriel Bolívar

Quali sono gli elementi del gruppo 16? L'immagine in alto mostra la colonna o il gruppo con tutti i suoi elementi, guidati dall'ossigeno. Denominandoli in ordine decrescente abbiamo: ossigeno, zolfo, selenio, tellurio e polonio.

Sebbene non mostrato, sotto il polonio è l'elemento sintetico, radioattivo, e il secondo più pesante dopo l'oganeson: livermorio (Lv).

Ossigeno

L'ossigeno si trova in natura principalmente come due allotropi: O ₂ , ossigeno molecolare o biatomico, e O ₃ , ozono. È gas in condizioni terrestri ed è ottenuto dalla liquefazione dell'aria. Allo stato liquido, ha toni bluastri pallidi e sotto forma di ozono può formare sali bruno-rossastro chiamati ozonidi.

Zolfo

Ha naturalmente venti diversi allotropi, il più comune di tutti è S ₈ "la corona di zolfo". Lo zolfo è in grado di formare con se stesso molecole cicliche o catene elicoidali con legame covalente SSS…; Questo è noto come catenazione.

In condizioni normali è un solido giallo, le cui colorazioni rossastre e verdastre dipendono dal numero di atomi di zolfo che compongono la molecola. Nella sola fase gassosa si trova come molecola biatomica S = S, S ₂ ; simile all'ossigeno molecolare.

Selenio e tellurio

Il selenio forma catene più corte dello zolfo; ma con una diversità strutturale sufficiente per trovare allotropi di rosso, cristallino grigiastro e nero amorfo.

Alcuni lo considerano un metalloide e altri un elemento non metallico. Sorprendentemente, è essenziale per gli organismi viventi, ma a concentrazioni molto basse.

Il tellurio, d'altra parte, cristallizza come un solido grigiastro e possiede caratteristiche e proprietà di un metalloide. È un elemento molto raro nella crosta terrestre, essendo presente in concentrazioni estremamente basse in minerali rari.

Polonio

Di tutti i calcogeni, è l'unico elemento metallico; ma come i suoi 29 isotopi (e altri) è instabile, altamente tossico e radioattivo. Si trova come oligoelemento in alcuni minerali di uranio e nel fumo di tabacco.

Proprietà

Configurazione elettronica e stati di valenza

Tutti i calcogeni hanno la stessa configurazione elettronica: ns ² np ⁴ . Hanno quindi sei elettroni di valenza. Essendo nel blocco p, sul lato destro della tavola periodica, tendono a guadagnare più elettroni che a perderli; pertanto, guadagnano due elettroni per completare il loro ottetto di valenza e di conseguenza acquisiscono una valenza di -2.

Allo stesso modo, possono perdere tutti i loro sei elettroni di valenza, lasciandoli con uno stato di +6.

I possibili stati di valenza per i calcogeni variano da -2 a +6, essendo questi due i più comuni. Man mano che si scende nel gruppo (dall'ossigeno al polonio), aumenta la tendenza degli elementi ad adottare stati di valenza positivi; che è uguale a un aumento del carattere metallico.

L'ossigeno, ad esempio, acquisisce uno stato di valenza di -2 in quasi tutti i suoi composti, tranne quando forma legami con il fluoro, costringendolo a perdere elettroni a causa della sua maggiore elettronegatività, adottando uno stato di valenza di +2 (OF ₂ ) . I perossidi sono anche un esempio di composti in cui l'ossigeno ha una valenza di -1 e non -2.

Carattere metallico e non metallico

Quando si scende nel gruppo, i raggi atomici aumentano e con essi si modificano le proprietà chimiche degli elementi. Ad esempio, l'ossigeno è un gas e termodinamicamente è più stabile come molecola biatomica O = O, che come "catena dell'ossigeno" OOOO …

È l'elemento con il più grande carattere non metallico del gruppo e, quindi, forma composti covalenti con tutti gli elementi del blocco p e con alcuni metalli di transizione.

Il carattere non metallico diminuisce all'aumentare del carattere metallico. Ciò si riflette nelle proprietà fisiche come i punti di ebollizione e di fusione, che aumentano dallo zolfo al polonio.

Un'altra caratteristica dell'aumento del carattere metallico è l'aumento delle configurazioni cristalline dei composti formati da tellurio e polonio.

Composti

Alcuni composti formati da calcogeni sono menzionati in generale di seguito.

idruri

-H ₂ O

-H ₂ S

Secondo la nomenclatura IUPAC, è denominato idrogeno solforato e non idruro di zolfo; poiché H manca di una valenza di -1.

-H ₂ Se

Allo stesso modo, è chiamato seleniuro di idrogeno, come il resto degli idruri.

-H ₂ Te

-H ₂ Po

L'idruro di ossigeno è l'acqua. Gli altri sono puzzolenti e velenosi, con H ₂ S che è il più noto di tutti, anche nella cultura popolare.

solfuri

Tutti hanno in comune l'anione S ^2- (il più semplice). Tra loro ci sono:

-MgS

-Fes

-CuFeS ₂

-Na ₂ S

-Bas

Allo stesso modo, ci sono seleniuri, Se ^2- ; telenuros, Te ^2- e polonuros, Po ^2- .

alogenuri

I calcogeni possono formare composti con alogeni (F, Cl, Br, I). Alcuni di loro sono:

-TeI ₂

-S ₂ F ₂

-Di ₂

-SCl ₂

-SF ₆

-SeBr ₄

ossidi

Infine ci sono gli ossidi. In essi, l'ossigeno ha una valenza di -2 e possono essere ionici o covalenti (o avere caratteristiche di entrambi). Hai ad esempio i seguenti ossidi:

-SO ₂

-TeO ₂

-Ag ₂ O

-Fe ₂ O ₃

-H ₂ O (ossido di idrogeno)

-SeO ₃

Ci sono centinaia di migliaia di altri composti, che coinvolgono strutture solide interessanti. Inoltre possono presentare polianioni o policationi, soprattutto nei casi di zolfo e selenio, le cui catene possono acquisire cariche positive o negative e interagire con altre specie chimiche.

Riferimenti

1. López A. (2019). Ossigeno e suo gruppo (la famiglia dell'ossigeno). Academy. Estratto da: academia.edu
2. Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica. In Gli elementi del gruppo 16. (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2018). Calcogeno. Estratto da: https://en.wikipedia.org/wiki/Chalcogen
4. Catherine H. Banks. (2019). Calcogeni. Advameg. Estratto da: chemistryexplained.com
5. William B. Jensen. (1997). Una nota sul termine «Chalcogen». Journal of Chemical Education, 74 (9), 1063. DOI: 10.1021 / ed074p1063.
6. Chemistry Libretexts. (16 maggio 2017). Gli elementi del gruppo 16 (The Chalcogens). Recupero da: chem.libretexts.org.