Vergleich der Eigenschaften
Die zur Gruppe 16 des Periodensystems gehörenden Elemente sind durch Elektronenkonfigurationen gekennzeichnet, bei denen sechs Elektronen die äußerste Hülle einnehmen. Ein Atom mit einer solchen elektronischen Struktur neigt dazu, eine stabile Hülle aus acht Elektronen zu bilden, indem zwei weitere hinzugefügt werden, wodurch ein Ion erzeugt wird, das eine doppelte negative Ladung aufweist. Diese für nichtmetallische Elemente typische Tendenz zur Bildung negativ geladener Ionen drückt sich quantitativ in den Eigenschaften der Elektronegativität (Annahme einer partiellen negativen Ladung in kovalenter Kombination) und der Elektronenaffinität (Fähigkeit eines neutralen Atoms, ein Elektron aufzunehmen) aus. Bildung eines negativen Ions). Diese beiden Eigenschaften nehmen an Intensität ab, wenn die Ordnungszahl und Masse der Elemente in Spalte 16 des Periodensystems zunimmt. Sauerstoff hat mit Ausnahme von Fluor die höchste Elektronegativität und Elektronenaffinität aller Elemente; Die Werte dieser Eigenschaften nehmen dann für die verbleibenden Mitglieder der Gruppe so stark ab, dass Tellur und Polonium als überwiegend metallisch angesehen werden und dazu neigen, Elektronen bei der Verbindungsbildung eher zu verlieren als zu gewinnen.
Wie in allen Gruppen der Tabelle hat das leichteste Element - das mit der kleinsten Ordnungszahl - extreme oder übertriebene Eigenschaften. Sauerstoff hat aufgrund der geringen Größe seines Atoms, der geringen Anzahl von Elektronen in seiner darunter liegenden Hülle und der großen Anzahl von Protonen im Kern im Verhältnis zum Atomradius Eigenschaften, die sich eindeutig von denen von Schwefel und den verbleibenden Chalkogenen unterscheiden. Diese Elemente verhalten sich einigermaßen vorhersehbar und periodisch.
Obwohl selbst Polonium bei der Bildung einiger binärer Verbindungen vom Typ MPo (in denen M ein Metall ist) die Oxidationsstufe –2 aufweist, bilden die schwereren Chalkogene nicht ohne weiteres den negativen Zustand, was positive Zustände wie +2 und +4 begünstigt. Alle Elemente in der Gruppe mit Ausnahme von Sauerstoff können positive Oxidationsstufen annehmen, wobei die geraden Werte überwiegen, aber der höchste Wert, +6, ist für die schwersten Mitglieder nicht sehr stabil. Wenn dieser Zustand erreicht ist, gibt es eine starke treibende Kraft für das Atom, in einen niedrigeren Zustand zurückzukehren, ziemlich oft in die Elementform. Diese Tendenz macht Verbindungen, die Se (VI) und Te (VI) enthalten, stärker oxidierende Mittel als S (VI) -Verbindungen. Umgekehrt sind Sulfide, Selenide und Telluride, bei denen die Oxidationsstufe –2 beträgt, starke Reduktionsmittel, die leicht zu den freien Elementen oxidiert werden.
Weder Schwefel noch Selen und mit Sicherheit kein Sauerstoff bilden rein ionische Bindungen an ein Nichtmetallatom. Tellur und Polonium bilden einige Verbindungen, die etwas ionisch sind; Beispiele sind Tellur (IV) sulfat, Te (SO 4) 2 und Polonium (II) sulfat, PoSO 4.
Ein weiteres Merkmal der Elemente der Gruppe 16, das Trends entspricht, die allgemein in Spalten des Periodensystems gezeigt werden, ist die zunehmende Stabilität von Molekülen mit der Zusammensetzung X (OH) n, wenn die Größe des Zentralatoms X zunimmt. Es gibt keine Verbindung HO-O-OH, in der das zentrale Sauerstoffatom eine positive Oxidationsstufe aufweisen würde, eine Bedingung, der es widersteht. Die analoge Schwefelverbindung HO-S-OH hat, obwohl im reinen Zustand nicht bekannt, einige stabile Derivate in Form von Metallsalzen, den Sulfoxylaten. Hochhydroxylierte Schwefelverbindungen, S (OH) 4 und S (OH) 6, existieren ebenfalls nicht, nicht wegen der Beständigkeit von Schwefel gegenüber einer positiven Oxidationsstufe, sondern wegen der hohen Ladungsdichte von S (IV) und S. (VI) Zustände (die große Anzahl positiver Ladungen im Verhältnis zum kleinen Durchmesser des Atoms), die die elektropositiven Wasserstoffatome abstoßen, und die Verdichtung, die die kovalente Bindung von sechs Sauerstoffatomen an Schwefel begünstigt und den Wasserverlust begünstigt:
Mit zunehmender Größe des Chalkogenatoms nimmt die Stabilität der hydroxylierten Verbindungen zu: Die Verbindung Orthotellursäure Te (OH) 6 kann existieren.
