אמפיגנים: אלמנטים, תכונות ותרכובות - כִּימִיָה - 2025

Chalcogens או chalcogen הם יסודות כימיים השייכים לקבוצה או משפחה של חמצן של הטבלה המחזורית. הם נמצאים בקבוצה VIA או 16, הממוקמים בצד ימין או חסימת p.

ראש הקבוצה, כשמו כן הוא, תפוס על ידי היסוד חמצן, השונה פיזית וכימית מאלמנטים מאותה קבוצה. המילה 'כלקוגן' נובעת מהמילה היוונית צ'לקוס שמשמעותה נחושת.

מקור: Pxhere

כימאים רבים כינו את היסודות הללו כאל יצרני אפר, גיר, ארד ושרשראות. עם זאת, הפירוש המדויק ביותר תואם לזה של 'מעצבים מינרלים'.

לפיכך, כלקוגנים מאופיינים בכך שהם קיימים באינספור מינרלים; כמו סיליקט, פוספטים, תחמוצות, סולפידים, סלנידים וכו '.

מצד שני, פירוש המילה 'אנטיגן' מסוגל ליצור תרכובות חומציות או בסיסיות. דוגמא פשוטה לכך היא העובדה שיש תחמוצות חומציות ובסיסיות.

לא ניתן למצוא חמצן רק באוויר שאתה נושם, אלא שהוא גם חלק מ -49% מקרום כדור הארץ. מסיבה זו, לא די להסתכל בעננים כדי לעלות עליו בראש; וכדי להרהר בביטוי הפיזי המקסימאלי של כלקוגנים, יש צורך לבקר בהר או בעפרות.

אלמנטים כלקוגניים

מקור: גבריאל בוליבר

מהם המרכיבים בקבוצה 16? התמונה העליונה מציגה את העמודה או הקבוצה עם כל האלמנטים שבראשה עומד חמצן. אנו קוראים להם לפי סדר יורד: חמצן, גופרית, סלניום, טלוריום ופולוניום.

למרות שזה לא מוצג, מתחת לפולוניום נמצא היסוד הסנטטי, הרדיואקטיבי, והשני הכי כבד אחרי Oganeson: Livermorio (Lv).

חַמצָן

חמצן נמצא בטבע בעיקר כשני allotropes: O ₂ , חמצן מולקולרי או דיאטומי, ו- O ₃ , אוזון. זהו גז בתנאים יבשתיים, ומתקבל מהזדה של האוויר. במצב נוזלי, יש לו גוונים כחלחלים בהירים, ובצורת אוזון הוא יכול ליצור מלחים חומים אדמדמים הנקראים אוזונידים.

גוֹפרִית

יש לו באופן טבעי עשרים אלוטרופים שונים, כאשר הנפוץ מכולם הוא S ₈ "כתר הגופרית." גופרית מסוגלת ליצור לעצמה מולקולות מחזוריות או שרשראות סליל עם קשר קוולנטי SSS…; זה ידוע כקיצור.

בתנאים רגילים זהו מוצק צהוב, שצבעיו האדמדמים והירקרקים תלויים במספר אטומי הגופרית המרכיבים את המולקולה. בשלב הגז, רק הוא נמצא כמולקולה דיאטומית S = S, S ₂ ; דומה לחמצן מולקולרי.

סלניום וטוריום

סלניום יוצר שרשראות קצרות יותר מגופרית; אך עם מגוון מבני מספיק כדי למצוא אלוטרופים של גביש אדום, אפרפר ושחור אמורפי.

יש הרואים בו מטאלואיד, ואחרים הם אלמנט לא מתכתי. באופן מפתיע, זה חיוני לאורגניזמים חיים, אך בריכוזים נמוכים מאוד.

טילוריום לעומת זאת מתגבש כמוצק אפרפר ומכיל מאפיינים ותכונות של מתכתי. זהו יסוד נדיר מאוד בקרום כדור הארץ, ונמצא בריכוזים נמוכים במיוחד במינרלים נדירים.

פולוניום

מכל האלקוגנים זהו היסוד המתכתי היחיד; אבל כמו 29 האיזוטופים שלו (ואחרים) הוא לא יציב, רעיל ורדיואקטיבי ביותר. הוא נמצא כאלמנט קורט בכמה מינרלים אורניום ובעשן טבק.

נכסים

תצורה אלקטרונית ומצבי ערכים

לכל הוגקוגנים תצורה אלקטרונית זהה: ns ² np ⁴ . לפיכך יש להם שישה אלקטרונים בעלי ערך. בהיותם בגוש p, בצד ימין של הטבלה המחזורית, הם נוטים להשיג אלקטרונים יותר מאשר לאבד אותם; לפיכך הם משיגים שני אלקטרונים כדי להשלים את שמיניית הערכיות שלהם, וכתוצאה מכך רוכשים ערכיות של -2.

באופן דומה, הם יכולים לאבד את כל ששת האלקטרונים הערכיים שלהם ולהשאיר להם מצב של +6.

מצבי הערכיות האפשריים עבור כלקוגנים משתנים בין -2 ל +6, כאשר שני אלה הם הנפוצים ביותר. כשמגיעים לאורך הקבוצה (מחמצן לפולוניום), נטייתם של האלמנטים לאמץ מצבי ערכי חיוביים עולה; וזה שווה לעלייה באופי המתכתי.

חמצן, למשל, רוכש מצב של ערכיות של -2 כמעט בכל תרכובותיו, למעט כאשר הוא יוצר קשרים עם פלואור, מה שמאלץ אותו לאבד אלקטרונים בגלל החשיבות האלקטרונית שלו, מאמצת מצב של ערכי +2 (OF ₂ ) . פרוקסידים הם גם דוגמא לתרכובות בהן חמצן בעל ערך של -1 ולא -2.

אופי מתכתי ולא מתכתי

כשאתה יורד בקבוצה, הרדיוסים האטומיים מתגברים ואיתם משתנים התכונות הכימיות של היסודות. לדוגמא, חמצן הוא גז, ובאופן תרמודינמי הוא יציב יותר כמולקולה דיאטומית O = O, מאשר כ- "שרשרת חמצן" OOOO …

זהו האלמנט בעל האופי הלא-מתכתי הגדול ביותר בקבוצה, ולכן הוא יוצר תרכובות קוולנטיות עם כל היסודות של החסימה p ועם כמה מתכות מעבר.

התו הלא מתכתי פוחת ככל שהאופי המתכתי גדל. זה בא לידי ביטוי בתכונות פיזיקליות כמו נקודות רתיחה והתכה, העולות מגופרית לפולוניום.

מאפיין נוסף לעלייה באופי המתכתי הוא הגידול בתצורות הגבישיות של התרכובות הנוצרות על ידי טלוריום ופולוניום.

תרכובות

באופן כללי להלן תוספות מסוימות הנוצרות על ידי כלקוגנים.

הידרידים

-H ₂ O

-H ₂ S

על פי המינוח IUPAC, הוא נקרא בשם מימן גופרתי, ולא גופרית הידריד; מכיוון ש- H חסר ערך של -1.

-H ₂ Se

כמו כן, זה נקרא בשם selenide מימן, כמו שאר ההידרידים.

-H ₂ Te

-H ₂ Po

מי חמצן הם מים. האחרים מסריחים ורעילים, כאשר H ₂ S הוא הידוע מכולם, אפילו בתרבות הפופולרית.

סולפידים

לכולם משותף האניון S ^2- (הפשוט ביותר). ביניהם:

-MgS

-Fes

-קופסים ₂

-לא ₂ ס

-באס

באופן דומה, ישנם סלנידים, סה ^2- ; טלנורוס, טה ^2- ופולונורוס, פו ^2- .

הלידים

כלקוגנים יכולים ליצור תרכובות עם הלוגנים (F, Cl, Br, I). חלקם הם:

-טי ₂

-S ₂ F ₂

-OF ₂

-SCl ₂

-SF ₆

-SeBr ₄

תחמוצות

סוף סוף יש תחמוצות. אצלם חמצן הוא בעל ערך של -2 והם יכולים להיות יוניים או קוולנטיים (או בעלי מאפיינים של שניהם). יש לך למשל את התחמוצות הבאות:

-SO ₂

-טאו ₂

-ג ₂ O

-Fe ₂ O ₃

-H ₂ O (תחמוצת מימן)

-SeO ₃

ישנם מאות אלפי תרכובות אחרות, המערבות מבנים מוצקים מעניינים. בנוסף, הם יכולים להציג פוליאניונים או פוליקציות, במיוחד במקרים של גופרית וסלניום, שרשתותיהם יכולות להשיג מטענים חיוביים או שליליים ולתקשר עם מינים כימיים אחרים.

הפניות

1. לופז א '(2019). חמצן וקבוצתו (משפחת החמצן). אֲקָדֶמִיָה. התאושש מ: academia.edu
2. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. באלמנטים של קבוצה 16. (מהדורה רביעית). מק גריי היל.
3. ויקיפדיה. (2018). כלקוגן. התאושש מ: https://en.wikipedia.org/wiki/Chalcogen
4. קתרין ה. בנקס. (2019). כלקוגנים. אדוואמג. התאושש מ: chemistryexplained.com
5. ויליאם ב. ג'נסן. (1997). הערה למונח "כלקוגן". Journal of Chemical Education, 74 (9), 1063. DOI: 10.1021 / ed074p1063.
6. ליברטקס כימיה. (16 במאי 2017). המרכיבים של קבוצה 16 (ה"לקקוגנים "). התאושש מ: chem.libretexts.org.