Il Gruppo 16: proprietà periodiche e elementi chimici
Il Gruppo 16, noto anche come gruppo dell’ossigeno o dei calcogeni, è composto da elementi come ossigeno, zolfo, selenio, tellurio, polonio e livermorio, un elemento artificiale radioattivo.
Gli elementi del Gruppo 16 appartengono al blocco p e presentano una configurazione elettronica che termina in ns2,np4. Contrariamente a molti altri gruppi, i calcogeni sono il primo gruppo del blocco p che non presenta elementi metallici stabili, fatta eccezione per il polonio che è l’unico metallo del gruppo e presenta isotopi radioattivi.
In passato, lo zolfo era conosciuto dall’antichità, citato anche in antichi testi come il libro della Genesi e opere di autori come Omero e Plinio il Giovane. L’ossigeno fu scoperto nel 1771 dal chimico svedese Karl Wilhelm Scheele, mentre il selenio fu scoperto nel 1816 dal chimico svedese Jöns Jakob Berzelius. Il tellurio venne scoperto nel 1782 e il polonio nel 1898, quest’ultimo scoperto dai coniugi Pierre e Marie Curie.
I numeri di ossidazione più comuni dei calcogeni sono -2, +2, +4, +6.
Proprietà periodiche dei calcogeni
Gli elementi del Gruppo 16 seguono il trend previsto dalle proprietà periodiche: il raggio atomico aumenta dall’alto verso il basso, così come il carattere metallico. Inoltre, l’energia di ionizzazione diminuisce dalla parte alta del gruppo verso il basso.
Nonostante abbiano queste caratteristiche in comune, gli elementi del Gruppo 16 presentano notevoli differenze. Ad esempio, l’ossigeno e lo zolfo sono non metalli, mentre il selenio e il tellurio sono semimetalli. Inoltre, è importante sottolineare che, ad eccezione del polonio, gli elementi del gruppo si presentano in diverse forme allotropiche.
Sintesi dell’ossigeno e reattività dei calcogeni
L’ossigeno, uno degli elementi più abbondanti in natura, viene ottenuto a livello industriale tramite distillazione frazionata dell’aria liquida. In laboratorio, può essere ottenuto mediante elettrolisi dell’acqua, decomposizione di perossidi e superossidi, o per decomposizione termica di alcuni sali inorganici.
Come altri elementi del Gruppo 16, l’ossigeno ha una notevole tendenza a formare legami multipli ed è presente in numerose sostanze organiche e inorganiche, compresi ossidi, subossidi, perossidi e superossidi. Tuttavia, la reattività di questi elementi diminuisce dall’alto verso il basso del gruppo. Ad esempio, lo zolfo, il selenio e il tellurio reagiscono con agenti ossidanti come l’acido nitrico, ma non reagiscono con l’acqua, acidi o basi diluite. Il polonio, d’altra parte, si comporta come un metallo e si solubilizza in acido cloridrico diluito.
Inoltre, lo zolfo, il selenio e il tellurio formano composti con il carbonio, i cosiddetti calcoalogenuri, rivelando una grande varietà di proprietà chimiche e comportamenti reattivi.
In sintesi, il Gruppo 16 presenta una vasta gamma di reattività chimiche e proprietà fisiche che li rendono un gruppo intrigante e diversificato tra gli elementi della tavola periodica.