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Gli mwcaelementi del gruppo 16 della mwcqtavola periodica o mwcgelementi del gruppo dell'ossigeno sono: mwcwossigeno (O), mwdazolfo (S), mwdqselenio (Se), mwdgtellurio (Te), e mwdwpolonio (Po, mwearadioattivo). Anche il mweqlivermorio (Lv) appartiene al gruppo 16, ma ne è stato prodotto solo qualche atomo e le sue proprietà fondamentali sono ancora sconosciute.cite-ref-ems11-1-0[1]

• Descrizione

• Proprietà

• Reattività chimica e andamenti nel gruppo

• Note

• Bibliografia

• Altri progetti

Nella mwgqnomenclatura chimica precedente il gruppo 16 era denominato VIB o VIA. Questi elementi sono anche chiamati mwggcalcogeni, nome caduto in disuso nella lingua italiana, mentre in altre lingue è usato comunemente. L'origine del termine mwgwcalcogeno è piuttosto oscuro, e sono state proposte varie mwhaetimologie.cite-ref-2[2]cite-ref-jen97-3-0[3] Il termine nasce dalla combinazione tra la parola mwjqgreca mwjgkhalkόs (χαλκός) seguita dalla radice greca ghen- (γεν-), che indica generazione. Khalkόs può significare mwjwmwkarame, mwkqmwkgbronzo/mwkwmwlaottone, qualsiasi metallo in senso poetico, mwlqmwlgminerale o mwlwmwmamoneta.cite-ref-4[4] Calcogeno potrebbe quindi significare mwnqgeneratore di ottone, mwnggeneratore di minerali di rame, mwnwgeneratore di minerali. Di queste etimologie, solo mwoageneratore di minerali si adatta al contesto del gruppo 16 della tavola periodica, dato che quasi tutti i minerali importanti da cui si estraggono metalli sono mwoqossidi o mwogsolfuri.cite-ref-jen97-3-1[3] Inoltre, più del 99% dei minerali comuni sono ossidi, solfuri, mwpwseleniuri o tellururi.cite-ref-5[5]

I calcogeni più leggeri nella forma elementare in genere non sono mwrgtossici e sono spesso essenziali per la vita, mentre i calcogeni più pesanti in genere sono tossici. Il selenio è un nutriente essenziale in piccola quantità (in media un uomo ne contiene mwrw14 mg), ma per quantità maggiori diventa tossico.cite-ref-ems11-1-1[1] Il tellurio non ha ruoli biologici; in forma elementare è poco tossico ma produce mwtaalitosi e un odore corporale sgradevole; i suoi composti sono più tossici.cite-ref-ems11-1-2[1] Il polonio è estremamente pericoloso per la sua radioattività, che produce danni molto maggiori della sua tossicità.

L'ossigeno viene estratto dall'aria, che ne contiene circa il 21%. Lo zolfo si ottiene dalla mwugdesolforazione dei mwuwcombustibili fossili mwvapetrolio e mwvqgas naturale. Selenio e tellurio si ricavano come sottoprodotti della mwvgraffinazione elettrolitica del rame. Polonio e livermorio si ottengono in genere da mwvwacceleratori di particelle. L'ossigeno è usato principalmente dall'mwwaindustria siderurgica per la fabbricazione dell'mwwqacciaio. La maggior parte dello zolfo viene convertita in mwwgacido solforico, composto di primaria importanza nell'mwwwindustria chimica.cite-ref-ems11-1-3[1] L'applicazione principale del selenio è nella fabbricazione del mwyavetro. Il tellurio è usato in composti per dischi ottici, apparecchiature elettroniche e mwyqcelle fotovoltaiche. Il polonio è usato in ricerche scientifiche come sorgente di mwygparticelle alfa.cite-ref-ems11-1-4[1]

Alcune proprietà degli elementi del gruppo sono raccolte nella tabella successiva (il livermorio non è stato considerato).

| Elemento | Configurazione elettronica | Raggio covalente ( pm ) | Raggio ionico X 2– (pm) | Punto di fusione (°C) | Punto di ebollizione (°C) | Densità (g cm −3 ) | Elettro- negatività |

|---|---|---|---|---|---|---|---|

| O | [He] 2s 2 2p 4 | 73 | 140 | –219 | –183 | 0,00143 | 3,4 |

| S | [Ne] 3s 2 3p 4 | 103 | 184 | 115 | 445 | 2,07 (α-S 8 ) | 2,6 |

| Se | [Ar] 3d 10 4s 2 4p 4 | 117 | 198 | 221 | 685 | 4,19 (esagonale) | 2,6 |

| Te | [Kr] 4d 10 5s 2 5p 4 | 135 | 211 | 451 | 990 | 6,25 | 2,1 |

| Po | [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 4 | 140 | - | 254 | 962 | 9,14 (α) | 2,0 |

In tutti gli elementi del gruppo 16 la mwzgconfigurazione elettronica del livello più esterno è nmwzwsmw0a2nmw0qpmw0g4, e mancano quindi solo due elettroni per raggiungere la configurazione del mw0wgas nobile successivo. Gli mw1astati di ossidazione più comuni sono –2 per l'ossigeno, e –2, +2, +4 e +6 per i congeneri più pesanti.cite-ref-gre97-8-0[8]

Scendendo lungo il gruppo cresce il carattere metallico dell'elemento. Ossigeno e zolfo sono mw2gnon metalli isolanti, Se e Te sono mw2wsemiconduttori, e Po è un mw3ametallo.cite-ref-hou08-7-1[7] Altre proprietà come le dimensioni e l'elettronegatività cambiano in modo sostanzialmente regolare, come mw4qatteso.

Analogamente a quanto si osserva nei gruppi 13-16, in generale le proprietà chimiche del primo elemento (ossigeno) sono notevolmente diverse dagli altri elementi del gruppo, mentre il secondo (zolfo) ha proprietà chimiche più simili ai congeneri più pesanti. Queste differenze possono essere razionalizzate con varie considerazioni:cite-ref-cot91-6-1[6]cite-ref-gre97-8-1[8]

• L'ossigeno può fare facilmente doppi legami di tipo mw7qpπ–pπ con sé stesso, con il mw8acarbonio e con l'mw8qazoto, come ad esempio nella mw8gmolecola Omw8w2 o nei mw9achetoni, Rmw9q2C=O. I congeneri superiori hanno difficoltà a fare legami mw9gpπ–mw9wpπ, perché la maggior dimensione dell'atomo rende difficile la sovrapposizione tra mw-aorbitali p di atomi vicini. Questo impedimento diventa sempre maggiore scendendo lungo il gruppo. Tuttavia a partire dallo zolfo si possono utilizzare gli mw-gorbitali d per fare legami multipli mw-adπ–mw-qpπ.

• A partire dallo zolfo gli orbitali mw-wd possono essere usati anche per mwaqaespandere l'ottetto. Si possono così formare specie come mwaqeSF6 e Te(OH)mwaqm6. L'ossigeno invece può arrivare normalmente a tre legami covalenti, come ad esempio in mwaqqH3O+.

• Zolfo e congeneri superiori hanno un'mwaqgelettronegatività molto minore dell'ossigeno, e di conseguenza formano composti con un minore carattere mwaqkionico.

• Scendendo lungo il gruppo cala drasticamente l'importanza del mwaqslegame a idrogeno. In condizioni normali mwaqwH2S è un gas mentre mwaq4H2O è liquida.

• Lo zolfo ha una grande tendenza alla catenazione, superato in questo solo dal carbonio. Per questo può formare composti che non hanno analoghi negli altri elementi del gruppo. Esempi sono gli ioni mwarepolisolfuro, Smwarimwarmnmwarq2–, gli ioni politionato, [Omwaru3S–Smwarymwarcn–SOmwarg3]mwark2–, i mwaropolisolfani, HSmwarsmwarwnH, e i loro derivati.

cite-note-ems11-11. ↑ mwassmwaswEmsley 2011.

cite-note-22. ↑ mwatamwateTreccani 1996.

cite-note-jen97-33. ↑ mwatcmwatgJensen 1997.

cite-note-44. ↑ mwatwmwat0Brown 1993,mwat4 p. 368.

cite-note-55. ↑ mwauimwaumKlein e Hurlburt.

cite-note-cot91-66. mwaukmwauoCotton et al. 1991.

cite-note-hou08-77. mwavamwaveHousecroft e Sharpe 2008.

cite-note-gre97-88. ↑ mwavcmwavgGreenwood e Earnshaw 1997.

• citerefbro93(EN) L. Brown (a cura di), The New Shorter Oxford English Dictionary, Oxford University Press, 1993, ISBN 978-0-19-861134-9.

• citerefcot91F. A. Cotton, G. Wilkinson e P. L. Gaus, Principi di chimica inorganica, Milano, Casa Editrice Ambrosiana, 1991.

• citerefems11(EN) J. Emsley, Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (New ed.), New York, Oxford University Press, 2011, ISBN 978-0-19-960563-7.

• citerefgre97(EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.

• citerefhou08(EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.

• citerefjen97(EN) W. B. Jensen, A Note on the Term “Chalcogen” (PDF), in J. Chem. Educ., vol. 74, n. 9, 1997, pp. 1063-4. URL consultato il 12 dicembre 2015 (archiviato dall'url originale il 29 ottobre 2013).

• citerefkle98(EN) C. Klein e C. S. Hurlburt, Manual of Mineralogy: After James D. Dana, 21ª ed., John Wiley & Sons, 1998, ISBN 978-0-471-31266-6.

• citereftre96Calcogeno, su Dizionario delle Scienze Fisiche, Treccani, 1996. URL consultato il 3 dicembre 2015.

Altri progetti

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