Zuurstofgroep element chemische elementgroep

Vergelijking van eigenschappen

De elementen die behoren tot groep 16 van het periodiek systeem worden gekenmerkt door elektronenconfiguraties waarin zes elektronen de buitenste schil innemen. Een atoom met zo'n elektronische structuur heeft de neiging om een ​​stabiele schil van acht elektronen te vormen door er nog twee op te tellen, waardoor een ion ontstaat dat een dubbele negatieve lading heeft. Deze neiging om negatief geladen ionen te vormen, typisch voor niet-metallische elementen, wordt kwantitatief uitgedrukt in de eigenschappen van elektronegativiteit (de aanname van partiële negatieve lading indien aanwezig in covalente combinatie) en elektronaffiniteit (het vermogen van een neutraal atoom om een ​​elektron op te nemen, een negatief ion vormen). Beide eigenschappen nemen in intensiteit af naarmate de elementen toenemen in atoomaantal en massa die verder gaat in kolom 16 van het periodiek systeem. Zuurstof heeft, behalve fluor, de hoogste elektronegativiteit en elektronenaffiniteit van elk element; de waarden van deze eigenschappen nemen dan sterk af voor de overige leden van de groep, in die mate dat telluur en polonium als overwegend metallisch van aard worden beschouwd, en eerder neigen te verliezen dan elektronen te winnen bij de vorming van verbindingen.

Zoals het geval is binnen alle groepen van de tafel, heeft het lichtste element - het kleinste van het atoomnummer - extreme of overdreven eigenschappen. Zuurstof heeft vanwege de kleine omvang van het atoom, het kleine aantal elektronen in de onderliggende schaal en het grote aantal protonen in de kern ten opzichte van de atoomradius, unieke eigenschappen die verschillen van die van zwavel en de resterende chalcogenen. Deze elementen gedragen zich op een redelijk voorspelbare en periodieke manier.

Hoewel zelfs polonium de oxidatietoestand -2 vertoont bij het vormen van enkele binaire verbindingen van het type MPo (waarin M een metaal is), vormen de zwaardere chalcogenen niet gemakkelijk de negatieve toestand, wat positieve toestanden zoals +2 en +4 ten goede komt. Alle elementen in de groep behalve zuurstof kunnen positieve oxidatietoestanden aannemen, waarbij de even waarden overheersen, maar de hoogste waarde, +6, is niet erg stabiel voor de zwaarste leden. Wanneer deze toestand wordt bereikt, is er een sterke drijvende kracht voor het atoom om terug te keren naar een lagere toestand, vaak naar de elementaire vorm. Deze neiging maakt verbindingen die Se (VI) en Te (VI) bevatten, krachtigere oxidatiemiddelen dan S (VI) -verbindingen. Omgekeerd zijn sulfiden, seleniden en telluriden, waarin de oxidatietoestand -2 is, sterke reductiemiddelen, die gemakkelijk tot de vrije elementen worden geoxideerd.

Noch zwavel, noch selenium, en zeker geen zuurstof, vormen puur ionische bindingen met een niet-metalen atoom. Telluur en polonium vormen een paar verbindingen die enigszins ionisch zijn; tellurium (IV) sulfaat, Te (SO ₄) ₂ en polonium (II) sulfaat, PoSO ₄, zijn voorbeelden.

Een ander kenmerk van de elementen van Groep 16 die parallel lopen met trends die in het algemeen in kolommen van het periodiek systeem worden weergegeven, is de toenemende stabiliteit van moleculen met de samenstelling X (OH) _n naarmate de grootte van het centrale atoom, X, toeneemt. Er is geen verbinding HO ― O ― OH, waarin het centrale zuurstofatoom een ​​positieve oxidatietoestand zou hebben, een conditie die het weerstaat. De analoge zwavelverbinding HO ― S ― OH, hoewel niet bekend in zuivere toestand, heeft enkele stabiele derivaten in de vorm van metaalzouten, de sulfoxylaten. Sterk gehydroxyleerde verbindingen van zwavel, S (OH) ₄ en S (OH) ₆ bestaan ​​ook niet, niet vanwege de weerstand van zwavel tegen een positieve oxidatietoestand, maar eerder vanwege de hoge ladingsdichtheid van de S (IV) en S (VI) stelt (het grote aantal positieve ladingen ten opzichte van de kleine diameter van het atoom), dat de elektropositieve waterstofatomen afstoot, en de drukte die zorgt voor covalente binding van zes zuurstofatomen aan zwavel, wat waterverlies bevordert:

Naarmate de grootte van het chalcogeenatoom toeneemt, neemt de stabiliteit van de gehydroxyleerde verbindingen toe: de verbinding orthotelluurzuur, Te (OH) ₆, kan bestaan.