Χαλκογόνα

Τα χαλκογόνα (αγγλικά chalcogens) είναι τα χημικά στοιχεία της ομάδας 16 του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων. Αυτή η ομάδα είναι επίσης γνωστή και ως ομάδα του οξυγόνου. Αποτελείται από τα χημικά στοιχεία οξυγόνο (O), θείο (S), σελήνιο (Se), τελλούριο (Te) και το ραδιενεργό στοιχείο πολώνιο (Po). Το συνθετικό στοιχείο λιβερμόριο (Lv) προβλέφθηκε ότι είναι επίσης ένα χαλκογόνο^[1]. Συχνά, το οξυγόνο διαχωρίζεται από τα υπόλοιπα χαλκογόνα, εξαιτίας της πολύ διαφορετικής χημικής συμπεριφοράς του από τα υπόλοιπα χαλκογόνα. Η λέξη χαλκογόνα προήλθε από τη σύνθεση των ελληνικών λέξεων χαλκός και «γεννῶ»^[2]^[3].

Το θείο ήταν γνωστό από την Αρχαιότητα, το οξυγόνο αναγνωρίστηκε ως ένα χημικό στοιχείο κατά το 18ο αιώνα, το σελήνιο, το τελλούριο και το πολώνιο ανακαλύφθηκαν κατά το 19ο αιώνα και το λιβερμόριο το 2000.

Όλα τα χαλκογόνα έχουν έξι (6) ηλεκτρόνια σθένους, οπότε τους λείπουν μόνο δύο (2) ηλεκτρόνια για να έχουν την πλήρη εξωτερική στιβάδα των ευγενών αερίων. Οι πιο συνηθισμένοι αριθμοί οξείδωσης των χαλκογόνων είναι -2, +2, +4 και +6. Έχουν σχετικά μικρές ατομικές ακτίνες, ιδιαίτερα τα ελαφρύτερα από αυτά^[4]

Όλα τα χαλκογόνα έχουν κάποιον ρόλο σε βιολογικές λειτουργίες, ως θρεπτικά συστατικά ή και ως τοξίνες^[1]. Τα ελαφρύτερα χαλκογόνα, όπως το οξυγόνο και το θείο, είναι σπάνια τοξικά και συνήθως βοηθητικά στην καθαρή τους μορφή. Το σελήνιο (ανάλογα με την ποσότητα) είναι ένα σημαντικό θρεπτικό στοιχείο, αλλά επίσης και τοξικό^[5]. Το τελλούριο έχει συχνά δυσάρεστα αποτελέσματα, αν και ορισμένοι ζωντανοί οργανισμοί μπορούν να το χρησιμοποιήσουν. Τέλος, το πολώνιο είναι πάντα εξαιρετικά βλαβερό, αφού είναι και χημικά τοξικό και ραδιενεργό.

Το θείο έχει περισσότερες από 20 αλλομορφές, το οξυγόνο έχει 9 αλλομορφές, το σελήνιο έχει τουλάχιστον 5 αλλομορφές, το πολώνιο έχει δύο (2) αλλομορφές, ενώ το τελλούριο έχει βρεθεί μόνο σε μία κρυσταλλική δομή, προς το παρόν τουλάχιστον. Υπάρχουν πολυάριθμες οργανοχαλκογονούχες ενώσεις. Οι οργανικές ενώσεις με οξυγόνο και θείο είναι πολύ συνηθισμένες, αλλά είναι αρκετές και οι οργανικές ενώσεις με σελήνιο και τελλούριο. Αυτή η τάση επίσης υπάρχει σε ενώσεις μεταξύ χαλκογόνων και χημικών στοιχείων της ομάδας του αζώτου, καθώς και σε ενώσεις που περιέχουν χαλκογόνα και χημικά στοιχεία της ομάδας του άνθρακα.

Το οξυγόνο γενικά διαχωρίζεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα και το θείο διαχωρίζεται (πλέον) από το αργό πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Το σελήνιο και το τελλούριο είναι παραπροϊόντα της εξαγωγής χαλκού από ορυκτά του. Το πολώνιο και το λιβερμόριο είναι περισσότερο διαθέσιμα σε επιταχυντές σωματιδίων. Η κύρια πηγή του στοιχειακού οξυγόνου είναι στη χαλυβουργία. Το θείο μετατρέπεται κυρίως σε θειικό οξύ, που χρησιμοποιείται ευρύτατα από τη χημική βιομηχανία^[5]. Η πιο συνηθισμένη εφαρμογή του σεληνίου είναι στην υαλουργία. Οι χημικές ενώσεις του τελλουρίου χρησιμοποιούνται κυρίως στην κατασκευή οπτικών δίσκων, ηλεκτρονικών συσκευών και φωτοβολταϊκών. Κάποιες από τις εφαρμογές του πολωνίου υπάρχουν εξαιτίας της ραδιενέργειάς του^[1].

Η ονομασία χαλκογόνα δόθηκε περί το 1930 από τον Γερμανό καθηγητή Βίλελμ Μπιλτς στο Πανεπιστήμιο του Ανοβέρου, θεωρώντας αυτά ως πρώιμα γνωστά, όπως η εποχή του χαλκού στη μελέτη της ιστορίας και του πολιτισμού.

Ιδιότητες

Ατομικές και φυσικές

Τα χαλκογόνα δείχνουν παρόμοια μοτίβα στην ηλεκτρονιακή τους διαμόρφωση, ειδικότερα στις εξωτεριές τους στιβαδες, όπου όλα έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων σθένους, που καταλήγει σε παρόμοιες τάσεις στη χημική συμπεριφορά:

Z	Ονομασίες στοιχείων	Αριθμός ηλεκτρονίων ανά στιβάδα
8	οξυγόνο	2 6
16	θείο	2 8 6
34	σελήνιο	2 8 18 6
52	τελλούριο	2 8 18 18 6
84	πολώνιο	2 8 18 32 18 6
116	λιβερμόριο	2 8 18 32 32 18 6 (πρόβλεψη)^[6]

Ονομασίες στοιχείων	θερμοκρασίες τήξης (°C)	θερμοκρασίες βρασμού (°C)	Πυκνότητες υπό Κ.Σ. (kg/m³)	Αναφορές
Οξυγόνο	−219	−183	1,43	^[4]
Θείο	120	445	2.070	^[4]
Σελήνιο	221	685	4.300	^[4]
Τελλούριο	450	988	6.240	^[4]
Πολώνιο	254	962	9.200	^[4]

Όλα τα χαλκογόνα έχουν έξι (6) ηλεκτρόνια σθένους. Όλα είναι στερεά, εκτός του οξυγόνου. Τα σταθερά στερεά χαλκογόνα είναι μαλακά^[7] και δεν άγουν τη θερμότητα^[4]. Η ηλεκτραρνητικότητα ελαττώνεται με την αύξηση του ατομικού αριθμού στα χαλκογόνα. Οι πυκνότητες, τα σημεία τήξης και βρασμού, οι ατομικές ακτίνες και οι ιονικές ακτίνες^[8] έχουν αυξητική τάση με την αύξηση του ατομικού αριθμού στα χαλκογόνα^[4].

Σημείωση

Για τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των χαλκογόνων δείτε αντίστοιχα άρθρα ανά στοιχείο.

Πηγές

"Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος Λαρούς Μπριτάννικα" τομ.60ος, σελ.357.

Αναφορές και σημειώσεις

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (New ed.). New York, NY: Oxford University Press. pp. 375–383, 412–415, 475–481, 511–520, 529–533, 582. ISBN 978-0-19-960563-7.
↑ The New Shorter Oxford Dictionary. Oxford University Press. 1993. p. 368. ISBN 0-19-861134-X.
↑ chalcogen. Merriam-Webster. 2013. Retrieved November 25, 2013.
↑ ^4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 ^4,4 ^4,5 ^4,6 ^4,7 Jackson, Mark (2002). Periodic Table Advanced. Bar Charts Inc. ISBN 978-1-57222-542-8.
↑ ^5,0 ^5,1 Gray, Theodore (2011). The Elements. Black Bay and Leventhal publishers.
↑ Morss, Lester R; Edelstein, Norman M; Fuger, Jean, επιμ. (2006). «The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements». The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements: (Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media). doi:10.1007/978-94-007-0211-0. ISBN 978-94-007-0210-3. Bibcode: 2011tcot.book.....M.
↑ Sampsonov, G.V. (1968). "Mohs Hardnesses of the Elements". IFI-Plenum. Retrieved November 25, 2013.
↑ "Visual Elements: Group 16". Rsc.org. Retrieved November 25, 2013.

Αυτό το λήμμα σχετικά με χημεία χρειάζεται επέκταση. Μπορείτε να βοηθήσετε την Βικιπαίδεια επεκτείνοντάς το.

[ReferenceB-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (New ed.). New York, NY: Oxford University Press. pp. 375–383, 412–415, 475–481, 511–520, 529–533, 582. ISBN 978-0-19-960563-7.

[2] The New Shorter Oxford Dictionary. Oxford University Press. 1993. p. 368. ISBN 0-19-861134-X.

[3] . Merriam-Webster. 2013. Retrieved November 25, 2013.

[Jackson2002-4] 4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 ^4,4 ^4,5 ^4,6 ^4,7 Jackson, Mark (2002). Periodic Table Advanced. Bar Charts Inc. ISBN 978-1-57222-542-8.

[The_Elements-5] 5,0 ^5,1 Gray, Theodore (2011). The Elements. Black Bay and Leventhal publishers.

[Haire-6] Morss, Lester R; Edelstein, Norman M; Fuger, Jean, επιμ. (2006). «The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements». The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements: (Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media). doi:10.1007/978-94-007-0211-0. ISBN 978-94-007-0210-3. Bibcode: 2011tcot.book.....M.

[7] Sampsonov, G.V. (1968). "Mohs Hardnesses of the Elements". IFI-Plenum. Retrieved November 25, 2013.

[rsc-8] "Visual Elements: Group 16". Rsc.org. Retrieved November 25, 2013.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]