Халькогены это элементы, принадлежащие к группе 16 в соответствии с современной периодической таблицей.
Существует пять различных элементов-халькогенов, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий, обозначаемый Lv, является синтетическим элементом, который, как полагают, относится к группе халькогенов.
Что такое халькогены
Все элементы семейства халькогенов имеют 6 валентных электронов оболочки.
Их также называют рудообразующими элементами, потому что огромное количество металлов существует в форме оксидов или сульфидов в земной коре.
Однако нередка ситуация, когда кислород исключается, когда речь заходит о семействе халькогенов.
Характеристики семейства oxygen сильно отличаются от характеристик других элементов этих групп.
Многие халькогены из группы халькогенов также имеют тенденцию встречаться в виде различных аллотропов, например, кислород состоит из 9 аллотропов, а с другой стороны, сера содержит более 20.
Однако теллур имеет пока только один известный аллотроп. В этой статье мы узнаем о том, что такое халькогены, и их физических и химических свойствах.
Порядок сродства халькогенов к электрону
Общая электронная конфигурация халькогенных элементов записывается как ns2np⁴, где ‘n’ относится к значению главного квантового числа, которое соответствует валентной оболочке элемента.
Электронные конфигурации халькогенов показаны ниже.
Кислород (O) — 2s22p4, Сера (S) — 3s23p4, Селен (Se) — 3d104s24p4, Теллур (Te) — 4d105s25p4, Полоний (Po) — 4f145d106s26p4, Ливерморий (Lv) — 5f146d107s27p4.
Электронная конфигурация ливермория, который, как полагают, является халькогенным элементом, предсказывается как 5f146d107s27p4.
Физические свойства халькогенов
Атомные ионные радиусы халькогенов
Атомные радиусы, также называемые ионными радиусами элементов, имеют тенденцию увеличиваться по мере продвижения вниз по группе.
Халькогеном, имеющим наименьший атомный радиус, является кислород, тогда как халькогеном, имеющим наибольший атомный радиус, является полоний (исключая ливерморий).
Атомные радиусы элементов имеют тенденцию уменьшаться с течением периодов из-за добавления протонов и увеличения эффективного заряда ядра.
Следовательно, атомный радиус кислорода намного меньше по сравнению с литием.
Энтальпии ионизации халькогенов
Энтальпия ионизации уменьшается с увеличением радиуса или размера атома. Следовательно, энтальпии ионизации халькогенов имеют тенденцию к уменьшению при продвижении вниз по группе.
Известно, что среди всех халькогенных элементов кислород обладает самой высокой энтальпией ионизации.
Энтальпия ионизации имеет тенденцию к увеличению при переходе по группе, поскольку по мере прохождения периода увеличивается эффективный заряд ядра.
Следовательно, у кислорода энтальпия ионизации выше, чем у лития.
Энтальпии электронного усиления элементов 16-й группы
Поскольку размер атома имеет тенденцию увеличиваться, энтальпия усиления электронов имеет тенденцию уменьшаться.
Следовательно, энтальпии усиления электронов халькогенов имеют тенденцию уменьшаться при продвижении вниз по группе.
Однако кислород имеет меньшую отрицательную энтальпию усиления электронов, чем сера, что объясняется сжатой атомной структурой кислорода.
Которая, как правило, способствует межэлектронному отталкиванию, возникающему между валентными электронами и другими приближающимися электронами.
Электроотрицательность халькогенов
Электроотрицательность имеет тенденцию к уменьшению при продвижении вниз по группе из-за нескольких факторов, таких как увеличение электрон-электронного отталкивания и увеличение атомного радиуса.
Наиболее электроотрицательным известным элементом халькогена является кислород, а наименее электроотрицательным известным элементом халькогена является полоний, если не рассматривать ливерморий.
Металлическая природа элементов группы 16
1. Кислород и сера являются неметаллами.
2. Селен и теллур — это металлоиды.
3. При стандартных условиях полоний имеет тенденцию проявлять металлические характеристики. Однако полоний является радиоактивным элементом.
Химические свойства халькогенов
Аллотропия , проявляемая элементами группы 16
Почти все халькогены имеют более одного аллотропа. Наиболее распространенные аллотропы кислорода известны как диоксид и озон.
Кислород имеет 9 различных известных аллотропов. Кроме того, сера содержит более 20 известных аллотропов.
Селен имеет по меньшей мере 5 различных аллотропов, а полоний — 2 аллотропа.
Два наиболее стабильных аллотропа серы известны как моноклинная сера и ромбическая сера.
Селен и теллур, как правило, существуют как в кристаллической, так и в аморфной формах.
Реакции между элементами 16 — й группы и водородом
Халькогены имеют тенденцию образовывать гидриды, когда они реагируют с дигидрогеном, и имеют общую формулу H2M, где M относится к любому данному элементу халькогена.
Общий формат химической реакции выглядит следующим образом:
M (халькоген) + H2 (дигидроген) → H2M (гидрид халькогена)
Часто задаваемые вопросы по халькогенам?
Каковы различные тенденции в температурах кипения и плавления халькогенов?
Из-за увеличения размеров атомов и атомных масс при продвижении вниз по группе точки плавления и кипения элементов также имеют тенденцию к увеличению при продвижении вниз по группе (из-за увеличения межмолекулярных сил притяжения).
Среди всех халькогенов кислород имеет самую низкую температуру плавления и кипения.
Однако существует значительная разница в температурах плавления и кипения серы и кислорода.
Это объясняется тем фактом, что кислород имеет тенденцию существовать в атмосфере в виде двухатомной молекулы.
В то время как, с другой стороны, сера обычно существует в виде многоатомной молекулы.
Каковы различные степени окисления халькогенов?
Известно, что общая электронная конфигурация халькогенных элементов равна ns2np⁴.
Благодаря такой конфигурации они имеют тенденцию получать стабильную электронную конфигурацию, когда они получают два электрона или даже принимают участие в ковалентной связи.
Когда они получают 2 электрона, общая формула образующегося иона равна M⁻₂ , где M обозначает элемент халькогена.
Обычные степени окисления, которыми обладают халькогены, равны -2, +2, +4 и +6.