Calcogênio E Halogênios

Introdução

Neste trabalho iremos falar sobre os grupos 16 e 17 A da tabela periódica, que são os Calcogênios e os Halogênios. Apresentaremos as propriedades gerais dos elementos que são encontrados nesses dois grupos, estados de oxidação, dentre outras informações muito importantes sobre os mesmos.

CACOAL/RO

2011

Grupo 16/ 6A Calcogênio

Propriedades Gerais

Os quetro primeiros elementos desse grupo são não-metais. São conhecidos como “calcogênios”, ou elementos formadores de minérios, pois inúmeros minérios são óxidos ou sulfetos de metais. O nome vem do grego "Khalkos", que significa cobre, e "genos", uma família de origem nobre, assim "calcogênio" significa “originário do cobre” ou "que vem do cobre". O polônio é o único deles que é radioativo.

Diversos produtos quimicos contendo os elementos desse grupo tem imporatncia economica, como por exemplo o H2SO4. 100 milhões de toneladas de O2 são produzidas anualmente e consumidas, principalmente, na industria do ferro e do aço.

O oxigênio é um elemento muito importante na química inorgânica, visto que reage com quase todos os demais elementos. A maioria de seus compostos foi ou será estudada junto com os outros elementos.

Configuração eletrônica e estado de oxidação

Todos os elementos do Grupo 16 tem configuração eletrônica s^2 p^4. Eles podem atingir configuração de gás nobre ou recebendo dois elétrons, formando íons binegativos (2-), ou então compartilhando dois elétrons, formando duas ligações covalentes. O é o segundo elemento mais eletronegativo, perdendo apenas para o F. A diferença de eletronegatividade entre O e os metais é grande. Por isso, a maioria dos óxidos metálicos são iônicos e contem íons O^(2-), ou seja, o estado de oxidação do O é (-II). Os sulfetos, selenetos e teluretos se Forman quando combinam com os elementos menos eletronegativos dos Grupos 1 e 2 e dos lantanídeos

Estrutura e Alotropia dos Elementos

Todos os elementos desse grupo, exceto o Te, são polimórficos, isto é, podem ser obtidos em mais de uma variedade alotrópica.

Oxigênio: Ocorre na forma de dois compostos não-metalicos, dioxigênio O_2 e ozônio, O_3. O dioxigenio é uma molécula diatômica estável, o que explica sua existência na forma de um gás. O ozônio, O_3, é a variedade alotrópica triatômica do oxigênio. Ele é instável e se decompõe a O_2.

Enxofre: O enxofre possui formas mais formas alotrópicas que qualquer outro elemento. Essas formas diferem no grau de polimerização do S e na estrutura cristalina.

Selênio, telúrio e polônio: São conhecidas seis variedades alotropias do selênio. O interesse a essas variedades se deve ao uso do SE em dispositivos eletrônicos, por exemplo nos dispositivos de captura de imagens em fotocopiadoras tipo xérox, em retificadores.

O telúrio só possui uma única forma cristalina, de cor branco prateada e semi-metálica. Essa forma se assemelha ao Se cinza, mas exibe propriedades metálicas mais acentuadas.

O polônio é um metal verdadeiro. Existe numa forma α-cúbica e numa forma β-romboédrica, ambas metálicas.

Há um aumento do caráter metálico de cima para baixo dentro do grupo. As propriedades elétricas também variam indo de isolantes ( O e S ) a semicondutores ( Se e Te ) e condutores ( Po ).

Estado de Oxidação (+II), (+IV) e (+VI)

O oxigenio nunca apresenta valencia superior a dois, pois depois de formar ligações covalentes ele atinge a configuração eletrônica de um gás nobre, nao mais havendo orbitais de baixa energia disponiveis para formar outras ligações. Contudo os elementos S, Se, Te e Po possuem orbitais d vazios que podem ser utilizados para formar ligações: esses elementos podem formar quatro ou seis ligações ao desemparelhar seus eletrons.

Compostos de S, Se e Te com O sao tipicamente tetravalentes. Os compostos com os elementos no estado de oxidação (+IV) apresentam tanto propriedades oxidantes como redutoras. O fluor gera compostos nos quais eles se encontram no estado de oxidação maximo (+VI). Compostos com os elementos do estado (+IV) apresentam propriedades oxidantes. Os estados de oxidação mais elevados se tornam menos estaveis a medida que se desce pelo grupo. Geralmente esses compostos sao volateis, por serem covalentes.

Comprimento de ligação e ligações pπ–dπ

As ligações entre S e O e entre Se e O são muito mais curtas que o esperado para uma ligação simples. Em alguns casos, elas podem ser consideradas como sendo ligações duplas localizadas. Forma-se uma ligação π pela interação lateral de um orbital p do oxigênio com um orbital d do enxofre, ou seja, uma interação pπ-dπ. Essa ligação é semelhante aquela encontrada em óxidos e oxoacidos de fósforo, e difere da ligação mais comum pπ-dπ do eteno.

Para que ocorra uma interação efetiva do tipo pπ-dπ o tamanho dos orbitais d deve ser semelhante ao tamanho dos orbitais p. assim, o enxofre forma ligações π mais forte que os elementos mais pesados do grupo. Ao longo de um período da tabela periódica, a carga nuclear aumenta, a medida que mais elétrons s e p são adicionados.

Nos casos em que há mais de uma ligação π na molécula, é mais explicar tais ligações em termos de orbitais moleculares deslocalizados envolvendo diversos átomos.

Diferença entre o Oxigênio e os demais elementos

O oxigênio difere dos demais elementos do grupo por ser mais eletronegativo e portanto mais iônico em seus compostos.

As ligações de hidrogênio são muito importantes nos compostos contendo O, mas só recentemente se comprovou a existência de ligações de hidrogênio fracas em compostos de S.

A ausência de estados de oxidação mais elevado e a limitação a um numero de coordenação 4 são uma conseqüência da limitação do numero de elétrons no segundo nível a oito. Os demais elementos podem expandir seu numero de coordenação para 6, utilizando seus orbitais d.

O oxigênio pode utilizar orbitais pπ para formar ligações duplas fortes. Os demais elementos do grupo também podem