халькоген
Халькогены ( рудообразующие) ( / ˈ k æ l k ə dʒ ə n z / KAL -kə-jənz ) являются химическими элементами в группе 16 периодической таблицы . Эта группа также известна как кислородная семья . Он состоит из элементов кислорода (O), серы (S), селена (Se), теллура (Te) и радиоактивного элемента полония (Po). Химически не охарактеризованный синтетический элемент предсказывается, что ливерморий (Lv) также является халькогеном. [1] Часто кислород рассматривают отдельно от других халькогенов, иногда даже полностью исключая из сферы действия термина «халькоген» из-за его сильно отличающегося химического поведения от серы, селена, теллура и полония. Слово «халькоген» происходит от комбинации греческого слова khalkόs ( χαλκός ), в основном означающего медь (термин также использовался для обозначения бронзы / латуни , любого металла в поэтическом смысле, руды или монеты ), [2] и латинизированного Греческое слово genēs , означающее рожденный илипроизведено . [3] [4]
Сера известна с древности, а кислород был признан элементом в 18 веке. Селен, теллур и полоний были обнаружены в 19 веке, а ливерморий - в 2000 году. Все халькогены имеют шесть валентных электронов , поэтому им не хватает двух электронов до полной внешней оболочки. Их наиболее распространенные степени окисления -2, +2, +4 и +6. У них относительно малые атомные радиусы , особенно у более легких. [5]
Более легкие халькогены обычно нетоксичны в своей элементарной форме и часто имеют решающее значение для жизни, в то время как более тяжелые халькогены обычно токсичны . [1] Все встречающиеся в природе халькогены играют определенную роль в биологических функциях либо в качестве питательных веществ, либо в качестве токсинов. Селен является важным питательным веществом (среди прочего в качестве строительного блока селеноцистеина ), но также обычно токсичен. [6] Теллур часто имеет неприятные последствия (хотя некоторые организмы могут его использовать), а полоний (особенно изотоп полоний-210 ) всегда вреден из-за своей радиоактивности.
У серы более 20 аллотропов , у кислорода — девять, у селена — не менее восьми, у полония — два, а у теллура до сих пор обнаружена только одна кристаллическая структура. Существует множество органических соединений халькогена. Не считая кислорода, органические соединения серы обычно являются наиболее распространенными, за ними следуют органические соединения селена и органические соединения теллура. Эта тенденция также наблюдается с халькогенпниктидами и соединениями, содержащими халькогены и элементы углеродной группы .
Кислород обычно получают разделением воздуха на азот и кислород. Сера добывается из нефти и природного газа. Селен и теллур производятся как побочные продукты рафинирования меди. Полоний и ливерморий наиболее доступны в ускорителях частиц. Основное использование элементарного кислорода в сталеплавильном производстве . Сера в основном превращается в серную кислоту , которая широко используется в химической промышленности. [6] Наиболее распространенное применение селена — производство стекла. Соединения теллура в основном используются в оптических дисках, электронных устройствах и солнечных элементах. Некоторые применения полония связаны с его радиоактивностью. [1]
Халькогены демонстрируют сходные закономерности в электронной конфигурации , особенно в самых внешних оболочках , где все они имеют одинаковое количество валентных электронов , что приводит к схожим тенденциям в химическом поведении:
.png)
2O ) — наиболее известное халькогенсодержащее соединение.