chalkogen
| Chalkogeny | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|||||||||||
|
|||||||||||
| ↓ Okres | |||||||||||
| 2 |
 Tlen (O) 8 Inne niemetale |
||||||||||
| 3 |
 Siarka (S) 16 Inne niemetale |
||||||||||
| 4 |
 Selen (Se) 34 Inne niemetale |
||||||||||
| 5 |
 Tellur (Te) 52 Metaloid |
||||||||||
| 6 |
Polon (Po) 84 Inny metal |
||||||||||
| 7 |
Livermorium (Lv) 116 Inne metale |
||||||||||
|
Legenda
|
|||||||||||
Chalkogeny (tworzenie rudy) ( / k æ l ə dʒ ə n z / KAL -kə - k jənz ) to pierwiastki chemiczne z grupy 16 układu okresowego pierwiastków . Ta grupa jest również znana jako rodzina tlenu . Grupa 16 składa się z pierwiastków tlenu (O), siarki (S), selenu (Se), telluru (Te) oraz pierwiastków promieniotwórczych polonu (Po) i livermoru (Lv). Często tlen jest traktowany oddzielnie od innych chalkogenów, czasami nawet całkowicie wyłączony z zakresu terminu „chalkogen”, ze względu na jego bardzo różne zachowanie chemiczne od siarki, selenu, telluru i polonu. Słowo „chalcogen” pochodzi od połączenia greckiego słowa khalkόs ( χαλκός ) zasadniczo oznaczającego miedź (termin ten był również używany w odniesieniu do brązu / mosiądzu , dowolnego metalu w sensie poetyckim, rudy lub monety ) oraz łacińskiego greckiego słowa genēs , czyli urodzony lub wyprodukowany .
Siarka znana jest od starożytności, a tlen uznano za pierwiastek w XVIII wieku. Selen, tellur i polon odkryto w XIX wieku, a livermorium w 2000 roku. Wszystkie chalkogeny mają sześć elektronów walencyjnych , co oznacza, że brakuje im dwóch elektronów do pełnej powłoki zewnętrznej. Ich najczęstsze stopnie utlenienia to -2, +2, +4 i +6. Mają stosunkowo małe promienie atomowe , zwłaszcza lżejsze.
Lżejsze chalkogeny są zazwyczaj nietoksyczne w swojej elementarnej postaci i często mają kluczowe znaczenie dla życia, podczas gdy cięższe chalkogeny są zazwyczaj toksyczne . Wszystkie naturalnie występujące chalkogeny odgrywają pewną rolę w funkcjach biologicznych, jako składnik odżywczy lub toksyna. Selen jest ważnym składnikiem odżywczym (między innymi jako budulec selenocysteiny ) , ale jest również powszechnie toksyczny. Tellur ma często nieprzyjemne skutki (choć niektóre organizmy mogą go używać), a polon (zwłaszcza izotop polonu -210 ) jest zawsze szkodliwy ze względu na swoją radioaktywność.
Siarka ma ponad 20 odmian alotropowych , tlen dziewięć, selen co najmniej osiem, polon dwa, a do tej pory odkryto tylko jedną strukturę krystaliczną telluru. Istnieje wiele organicznych związków chalkogenu. Nie licząc tlenu, najczęściej występują organiczne związki siarki, a następnie organiczne związki selenu i organiczne związki telluru. Tendencja ta występuje również w przypadku pniktydów chalkogenu i związków zawierających chalkogeny i pierwiastki z grup węglowych .
Tlen na ogół uzyskuje się przez rozdzielenie powietrza na azot i tlen. [ potrzebne źródło ] Siarka jest wydobywana z ropy naftowej i gazu ziemnego. Selen i tellur powstają jako produkty uboczne rafinacji miedzi. Polon jest najbardziej dostępny w naturalnie występujących materiałach zawierających aktynowce. Livermorium zostało zsyntetyzowane w akceleratorach cząstek. Podstawowym zastosowaniem tlenu elementarnego jest produkcja stali . [ potrzebne źródło ] Siarka jest w większości przekształcana w kwas siarkowy , który jest intensywnie wykorzystywany w przemyśle chemicznym. Najczęstszym zastosowaniem selenu jest produkcja szkła. Związki telluru są najczęściej stosowane w dyskach optycznych, urządzeniach elektronicznych i ogniwach słonecznych. Niektóre zastosowania polonu wynikają z jego radioaktywności.
Nieruchomości
Atomowe i fizyczne
Chalkogeny wykazują podobne wzorce w konfiguracji elektronów , zwłaszcza w najbardziej zewnętrznych powłokach , gdzie wszystkie mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych , co skutkuje podobnymi trendami w zachowaniu chemicznym:
| Z | Element | Liczba elektronów/powłoka |
|---|---|---|
| 8 | Tlen | 2, 6 |
| 16 | Siarka | 2, 8, 6 |
| 34 | Selen | 2, 8, 18, 6 |
| 52 | Tellur | 2, 8, 18, 18, 6 |
| 84 | Polon | 2, 8, 18, 32, 18, 6 |
| 116 | Livermorium | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6 (przewidywane) |
| Element | Temperatura topnienia (°C) |
Temperatura wrzenia (°C) |
Gęstość w STP (g/cm 3 ) |
|---|---|---|---|
| Tlen | −219 | −183 | 0,00143 |
| Siarka | 120 | 445 | 2.07 |
| Selen | 221 | 685 | 4.3 |
| Tellur | 450 | 988 | 6.24 |
| Polon | 254 | 962 | 9.2 |
| Livermorium | 220 (przewidywane) | 800 (przewidywane) | 14 (przewidywane) |
Wszystkie chalkogeny mają sześć elektronów walencyjnych . Wszystkie stałe, stabilne chalkogeny są miękkie i źle przewodzą ciepło . Elektroujemność maleje w kierunku chalkogenów o wyższych liczbach atomowych. Gęstość, temperatury topnienia i wrzenia oraz atomowe i jonowe mają tendencję do wzrostu w kierunku chalkogenów o wyższych liczbach atomowych.
izotopy
Spośród sześciu znanych chalkogenów jeden (tlen) ma liczbę atomową równą magicznej liczbie jądrowej , co oznacza, że ich jądra atomowe mają tendencję do zwiększonej odporności na rozpad promieniotwórczy. Tlen ma trzy stabilne izotopy i 14 niestabilnych. Siarka ma cztery stabilne izotopy, 20 radioaktywnych i jeden izomer . Selen ma sześć obserwowalnie stabilnych lub prawie stabilnych izotopów, 26 izotopów promieniotwórczych i 9 izomerów. Tellur ma osiem stabilnych lub prawie stabilnych izotopów, 31 niestabilnych i 17 izomerów. Polon ma 42 izotopy, z których żaden nie jest stabilny. Ma dodatkowe 28 izomerów. Oprócz stabilnych izotopów, niektóre radioaktywne izotopy chalkogenu występują w przyrodzie, ponieważ są produktami rozpadu, takimi jak 210 Po , ponieważ są pierwotne , takie jak 82 Se , z powodu spallacji promieni kosmicznych lub w wyniku rozszczepienia jądrowego uranu. Odkryto izotopy Livermorium od 290 Lv do 293 Lv; najbardziej stabilnym izotopem livermorium jest 293 Lv, którego okres półtrwania wynosi 0,061 sekundy.
Wśród lżejszych chalkogenów (tlen i siarka) najbardziej ubogie w neutrony izotopy ulegają emisji protonów , izotopy umiarkowanie ubogie w neutrony wychwytują elektrony lub rozpad β + , rozpadowi β izotopy umiarkowanie bogate w neutrony ulegają , a najbardziej bogate w neutrony izotopy ulegają emisji neutronów . Środkowe chalkogeny (selen i tellur) mają podobne tendencje do rozpadu jak lżejsze chalkogeny, ale ich izotopy nie ulegają emisji protonów, a niektóre z najbardziej ubogich w neutrony izotopów telluru ulegają rozpadowi alfa . Izotopy polonu mają tendencję do rozpadu z rozpadem alfa lub beta. Izotopy ze spinami jądrowymi są bardziej powszechne wśród chalkogenów selenu i telluru niż w przypadku siarki.
odmiany alotropowe
.png)
Najczęstszym alotropem tlenu jest dwuatomowy tlen lub O 2 , reaktywna cząsteczka paramagnetyczna, która jest wszechobecna w organizmach tlenowych i ma niebieski kolor w stanie ciekłym . Innym alotropem jest O 3 lub ozon , który składa się z trzech atomów tlenu połączonych ze sobą w wygiętą formację. Istnieje również odmiana alotropowa o nazwie tetratlen lub O 4 , oraz sześć odmian alotropowych stałego tlenu , w tym „czerwony tlen”, który ma wzór O 8 .
Siarka ma ponad 20 znanych alotropów, czyli więcej niż jakikolwiek inny pierwiastek z wyjątkiem węgla . Najpopularniejsze alotropy mają postać ośmioatomowych pierścieni, ale znane są inne alotropy molekularne, które zawierają zaledwie dwa lub nawet 20 atomów. Inne godne uwagi alotropy siarki obejmują rombową i siarkę jednoskośną . Siarka rombowa jest bardziej stabilna z dwóch odmian alotropowych. Siarka jednoskośna ma postać długich igieł i powstaje, gdy ciekła siarka jest schładzana do temperatury nieco poniżej jej temperatury topnienia. Atomy ciekłej siarki mają na ogół postać długich łańcuchów, ale powyżej 190 ° C łańcuchy zaczynają się rozpadać. Jeśli ciekła siarka w temperaturze powyżej 190 ° C zostanie zamrożona , powstająca siarka jest siarką amorficzną lub „plastyczną”. Siarka gazowa jest mieszaniną siarki dwuatomowej (S 2 ) i 8-atomowych pierścieni.
Selen ma co najmniej osiem różnych odmian alotropowych. Szary alotrop, powszechnie nazywany alotropem „metalicznym”, mimo że nie jest metalem, jest stabilny i ma heksagonalną strukturę krystaliczną . Szary alotrop selenu jest miękki, o 2 w skali Mohsa i kruchy. Cztery inne alotropy selenu są metastabilne . Należą do nich dwa jednoskośne czerwone alotropy i dwa amorficzne alotropy, z których jeden jest czerwony, a drugi czarny. Czerwony alotrop przekształca się w czarny alotrop w obecności ciepła. Szary alotrop selenu zbudowany jest ze spiral na atomach selenu, podczas gdy jeden z czerwonych alotropów składa się ze stosu pierścieni selenu (Se 8 ). [ wątpliwe ]
Nie wiadomo, czy tellur ma jakiekolwiek odmiany alotropowe, chociaż jego typowa forma jest sześciokątna. Polon ma dwa odmiany alotropowe, znane jako α-polon i β-polon. α-polon ma sześcienną strukturę krystaliczną i przekształca się w romboedryczny β-polon w temperaturze 36 ° C.
Chalkogeny mają różne struktury krystaliczne. Struktura krystaliczna tlenu jest jednoskośna , siarki jest rombowa , selen i tellur mają heksagonalną strukturę krystaliczną, podczas gdy polon ma sześcienną strukturę krystaliczną .
Chemiczny
Tlen, siarka i selen są niemetalami , a tellur jest metaloidem , co oznacza, że jego właściwości chemiczne mieszczą się między właściwościami metalu i niemetalu. Nie jest pewne, czy polon jest metalem, czy metaloidem. Niektóre źródła określają polon jako metaloid, chociaż ma on pewne właściwości metaliczne. Ponadto niektóre alotropy selenu wykazują cechy metaloidu, mimo że selen jest zwykle uważany za niemetal. Chociaż tlen jest chalkogenem, jego właściwości chemiczne różnią się od innych chalkogenów. Jednym z powodów jest to, że cięższe chalkogeny mają wolne d-orbitale . Elektroujemność tlenu jest również znacznie wyższa niż w przypadku innych chalkogenów. polaryzowalność elektryczna tlenu jest kilkakrotnie niższa niż innych chalkogenów.
W przypadku wiązania kowalencyjnego chalkogen może przyjąć dwa elektrony zgodnie z regułą oktetu , pozostawiając dwie wolne pary . Kiedy atom tworzy dwa wiązania pojedyncze , tworzą one kąt między 90° a 120° . W kationach 1+ , takich jak H 3 O + , chalkogen tworzy trzy orbitale molekularne ułożone w trygonalną piramidę i jedną samotną parę. Wiązania podwójne są również powszechne w związkach chalkogenowych, na przykład w chalkogenianach (patrz poniżej).
Stopień utlenienia najpowszechniejszych związków chalkogenu z metalami dodatnimi wynosi -2. Jednak tendencja chalkogenów do tworzenia związków w stanie -2 maleje w kierunku cięższych chalkogenów. Występują inne stopnie utlenienia, takie jak -1 w pirycie i nadtlenku . Najwyższy formalny stopień utlenienia to +6. Ten stopień utlenienia znajduje się w siarczanach , selenianach , telluranach , polonianach i odpowiadających im kwasach, takich jak kwas siarkowy .
Tlen jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem z wyjątkiem fluoru i tworzy związki z prawie wszystkimi pierwiastkami chemicznymi, w tym z niektórymi gazami szlachetnymi . Zwykle wiąże się z wieloma metalami i metaloidami , tworząc tlenki , w tym tlenek żelaza , tlenek tytanu i tlenek krzemu . Najczęstszym stopniem utlenienia tlenu jest -2, a stopień utlenienia -1 jest również stosunkowo powszechny. Wraz z wodorem tworzy wodę i nadtlenek wodoru . Organiczne związki tlenu są wszechobecne w chemii organicznej .
Stopnie utlenienia siarki to -2, +2, +4 i +6. Zawierające siarkę analogi związków tlenu często mają przedrostek tio- . Chemia siarki jest pod wieloma względami podobna do chemii tlenu. Jedna różnica polega na tym, że podwójne wiązania siarka-siarka są znacznie słabsze niż podwójne wiązania tlen-tlen, ale pojedyncze wiązania siarka-siarka są silniejsze niż pojedyncze wiązania tlen-tlen. Organiczne związki siarki, takie jak tiole , mają silny specyficzny zapach, a kilka z nich jest wykorzystywanych przez niektóre organizmy.
Stopnie utlenienia selenu to -2, +4 i +6. Selen, podobnie jak większość chalkogenów, wiąże się z tlenem. Istnieją pewne organiczne związki selenu , takie jak selenoproteiny . Stopnie utlenienia telluru to -2, +2, +4 i +6. Tellur tworzy tlenki monotlenek telluru , dwutlenek telluru i trójtlenek telluru . Stopnie utlenienia polonu to +2 i +4.
.jpg)
Istnieje wiele kwasów zawierających chalkogeny, w tym kwas siarkowy, kwas siarkawy , kwas selenowy i kwas tellurowy . Wszystkie chalkogenki wodoru są toksyczne z wyjątkiem wody . Jony tlenu często występują w postaci tlenkowych ( O 2− ), jonów nadtlenkowych ( O 2 − 2 ) i jonów wodorotlenkowych ( OH − ). Jony siarki zazwyczaj występują w postaci siarczków ( S 2− ), siarczynów ( SO 2− 3 ), siarczanów ( SO 2− 4 ) i tiosiarczanów ( S 2 O 2− 3 ). Jony selenu występują zazwyczaj w postaci selenków ( Se 2− ) i selenianów ( SeO 2− 4 ). Jony telluru często występują w postaci telluranów ( TeO 2− 4 ). Cząsteczki zawierające metal związany z chalkogenami są powszechne jako minerały. Na przykład piryt (FeS 2 ) jest rudą żelaza , a rzadkim minerałem kalawerytem jest ditelluryd ( Au , Ag )Te 2 .
Chociaż wszystkie pierwiastki z grupy 16 układu okresowego pierwiastków, w tym tlen, można zdefiniować jako chalkogeny, tlen i tlenki są zwykle odróżniane od chalkogenów i chalkogenków . Termin chalkogenek jest częściej zarezerwowany dla siarczków , selenków i tellurków niż dla tlenków .
Z wyjątkiem polonu wszystkie chalkogeny są do siebie dość podobne pod względem chemicznym. Wszystkie one tworzą jony X 2− podczas reakcji z metalami elektrododatnimi .
Minerały siarczkowe i analogiczne związki wytwarzają gazy w reakcji z tlenem.
związki
Z halogenami
Chalkogeny tworzą również związki z halogenami znanymi jako chalkohalogenki lub halogenki chalkogenu . Większość prostych halogenków chalkogenu jest dobrze znana i szeroko stosowana jako odczynniki chemiczne . Jednak bardziej skomplikowane halogenki chalkogenu, takie jak halogenki sulfenylu, sulfonylu i sulfurylu, są mniej znane nauce. Spośród związków składających się wyłącznie z chalkogenów i halogenów, znanych jest łącznie 13 fluorków chalkogenu, dziewięć chlorków chalkogenu, osiem bromków chalkogenu i sześć jodków chalkogenu. [ wątpliwe ] Cięższe halogenki chalkogenu często mają znaczące interakcje molekularne. Fluorki siarki o niskiej wartościowości są dość nietrwałe i niewiele wiadomo o ich właściwościach. [ wątpliwe ] Jednak fluorki siarki o wysokich wartościowościach, takie jak sześciofluorek siarki , są stabilne i dobrze znane. Czterofluorek siarki jest również dobrze znanym fluorkiem siarki. Niektóre fluorki selenu, takie jak difluorek selenu, zostały wyprodukowane w niewielkich ilościach. Znane są struktury krystaliczne zarówno tetrafluorku selenu , jak i tetrafluorku telluru . Zbadano również chlorki i bromki chalkogenu. W szczególności dichlorek selenu i dichlorek siarki mogą reagować, tworząc organiczne związki selenu . Wiadomo również , że istnieją dihalogenki dichalkogenu, takie jak Se2Cl2 . Istnieją również mieszane związki chalkogenowo-halogenowe. Należą do nich SeSX, gdzie X oznacza chlor lub brom. [ wątpliwe ] Takie związki mogą tworzyć się w mieszaninach dichlorku siarki i halogenków selenu. Związki te zostały stosunkowo niedawno scharakteryzowane strukturalnie, począwszy od 2008 r. Ogólnie chlorki i bromki diselenu i disiarki są użytecznymi odczynnikami chemicznymi. Halogenki chalkogenu z przyłączonymi atomami metali są rozpuszczalne w roztworach organicznych. [ wątpliwe ] Jednym z przykładów takiego związku jest Mo S 2 Cl 3 . W przeciwieństwie do chlorków i bromków selenu, jodki selenu nie zostały wyizolowane od 2008 r., Chociaż jest prawdopodobne, że występują w roztworze. Jednak dijodek diselenu występuje w równowadze z atomami selenu i cząsteczkami jodu. Niektóre halogenki telluru o niskiej wartościowości, takie jak Te 2 Cl 2 i Te 2 Br 2 , tworzą polimery w stanie stałym . Te halogenki telluru można zsyntetyzować przez redukcję czystego telluru nadwodorkiem i reakcję otrzymanego produktu z tetrahalogenkami telluru. Dihalogenki ditelluru stają się mniej stabilne, gdy halogenki mają niższą liczbę atomową i masę atomową. Tellur tworzy również jodki o jeszcze mniejszej liczbie atomów jodu niż dijody. Należą do nich TeI i Te 2 I. Związki te mają rozbudowaną strukturę w stanie stałym. Halogeny i chalkogeny mogą również tworzyć aniony halochalkogenowe .
Organiczny
Alkohole , fenole i inne podobne związki zawierają tlen. Natomiast w tiolach , selenolach i tellurolach ; siarka, selen i tellur zastępują tlen. Tiole są lepiej znane niż selenole czy tellurole. Tiole są najbardziej stabilnymi chalkogenolami, a tellurole są najmniej stabilne, ponieważ są niestabilne pod wpływem ciepła lub światła. Inne organiczne związki chalkogenu obejmują tioetery , selenoetery i telluroetery. Niektóre z nich, takie jak siarczek dimetylu , siarczek dietylu i siarczek dipropylu, są dostępne w handlu. Selenoetery występują w postaci R2Se lub RSeR . Telluroetery, takie jak tellurek dimetylu, są zwykle przygotowywane w taki sam sposób, jak tioetery i selenoetery. Organiczne związki chalkogenu, zwłaszcza organiczne związki siarki, mają tendencję do wydzielania nieprzyjemnego zapachu. Tellurek dimetylu również nieprzyjemnie pachnie, a selenofenol słynie z „metafizycznego smrodu”. Istnieją również tioketony , selenoketony i telluroketony . Spośród nich tioketony są najlepiej zbadane, a dotyczy ich 80% prac chalkogenoketonów. Selenoketony stanowią 16% takich papierów, a telluroketony stanowią 4%. Tioketony mają dobrze zbadane nieliniowe właściwości elektryczne i fotofizyczne. Selenoketony są mniej stabilne niż tioketony, a telluroketony są mniej stabilne niż selenoketony. Telluroketony mają najwyższy stopień polarności spośród chalkogenoketonów.
Z metalami
Istnieje bardzo duża liczba chalkogenków metali. Istnieją również związki trójskładnikowe zawierające metale alkaliczne i metale przejściowe . Wysoce bogate w metale chalkogenki metali, takie jak Lu 7 Te i Lu 8 Te, mają domeny sieci krystalicznej metalu zawierające atomy chalkogenu. Chociaż te związki istnieją, analogiczne substancje chemiczne zawierające lantan , prazeodym , gadolin , holm , terb lub iterb nie zostały odkryte od 2008 r. Metale z grupy boru , aluminium, gal i ind , również tworzą wiązania z chalkogenami. Jon Ti 3+ tworzy dimery chalkogenkowe , takie jak Ti Tl 5 Se 8 . Dimery chalkogenków metali występują również jako niższe tellurki, takie jak Zr 5 Te 6 .
Chalkogeny elementarne reagują z niektórymi związkami lantanowców, tworząc skupiska lantanowców bogate w chalkogeny. [ wątpliwe ] Istnieją również związki chalkogenolu uranu (IV). Istnieją również metali przejściowych , które mogą służyć jako katalizatory i stabilizować nanocząstki.
Z pniktogenami
Związki z wiązaniami chalkogen- fosfor są badane od ponad 200 lat. Związki te obejmują nieskomplikowane chalkogenki fosforu, a także duże cząsteczki o rolach biologicznych oraz związki fosforu i chalkogenu z klastrami metali. Związki te mają wiele zastosowań, w tym insektycydy fosforoorganiczne, zapałki typu strike-anywhere i kropki kwantowe . W sumie odkryto 130 000 związków z co najmniej jednym wiązaniem fosfor-siarka, 6000 związków z co najmniej jednym wiązaniem fosfor-selen i 350 związków z co najmniej jednym wiązaniem fosfor-telur. [ Potrzebne źródło ] Spadek liczby związków chalkogen-fosfor w dalszej części układu okresowego jest spowodowany zmniejszającą się siłą wiązania. Takie związki mają zwykle co najmniej jeden atom fosforu w środku, otoczony czterema chalkogenami i łańcuchami bocznymi . Jednak niektóre związki fosforowo-chalkogenowe zawierają również wodór (takie jak drugorzędowe chalkogenki fosfiny) lub azot (takie jak dichalkogenoimidodifosforany). Selenki fosforu są zwykle trudniejsze w obróbce niż siarczki fosforu, a związki w postaci P x Te y nie zostały odkryte. Chalkogeny wiążą się również z innymi pniktogenami , takimi jak arsen , antymon i bizmut . Cięższe pniktydy chalkogenu mają tendencję do tworzenia wstążki zamiast pojedynczych cząsteczek. Wzory chemiczne tych związków obejmują Bi 2 S 3 i Sb 2 Se 3 . Znane są również trójskładnikowe pniktydy chalkogenu. Ich przykłady obejmują P4O6Se i P3SbS3 . _ _ istnieją również sole zawierające chalkogeny i piktogeny. Prawie wszystkie sole pniktydów chalkogenu są typowo w postaci [Pn x E 4x ] 3- , gdzie Pn jest piktogenem, a E jest chalkogenem. [ wątpliwe ] Trzeciorzędowe fosfiny mogą reagować z chalkogenami tworząc związki w postaci R 3 PE, gdzie E jest chalkogenem. Gdy E to siarka, związki te są stosunkowo stabilne, ale są mniej stabilne, gdy E to selen lub tellur. Podobnie drugorzędowe fosfiny mogą reagować z chalkogenami, tworząc drugorzędowe chalkogenki fosfin. Jednak związki te są w stanie równowagi z kwasem chalkogenofosfinowym. Drugorzędowe chalkogenki fosfin są słabymi kwasami . Dwuskładnikowe związki składające się z antymonu lub arsenu i chalkogenu. Związki te są zwykle kolorowe i mogą powstawać w wyniku reakcji składników w temperaturach od 500 do 900 ° C (932 do 1652 ° F).
Inny
Chalkogeny tworzą wiązania pojedyncze i wiązania podwójne z pierwiastkami innych grup węglowych niż węgiel, takimi jak krzem , german i cyna . Takie związki zwykle powstają w reakcji halogenków grup węglowych i soli chalkogenolu lub zasad chalkogenolu . Istnieją związki cykliczne z chalkogenami, pierwiastkami z grupy węgla i atomami boru, które powstają w wyniku reakcji dichalkogenianów boru i halogenków metali z grupami węglowymi. Odkryto związki w postaci ME, gdzie M to krzem, german lub cyna, a E to siarka, selen lub tellur. Powstają one, gdy reagują wodorki grup węglowych lub gdy reagują cięższe wersje karbenów . [ wątpliwe ] Siarka i tellur mogą wiązać się ze związkami organicznymi zawierającymi zarówno krzem, jak i fosfor.
Wszystkie chalkogeny tworzą wodorki . W niektórych przypadkach dzieje się tak z chalkogenami wiążącymi się z dwoma atomami wodoru. Jednak wodorek telluru i wodorek polonu są zarówno lotne, jak i wysoce nietrwałe . Również tlen może wiązać się z wodorem w stosunku 1:1, jak w przypadku nadtlenku wodoru , ale ten związek jest niestabilny.
Związki chalkogenowe tworzą szereg interchalkogenów . Na przykład siarka tworzy toksyczny dwutlenek siarki i trójtlenek siarki . Tellur tworzy również tlenki. Istnieją również siarczki chalkogenu. Należą do nich siarczek selenu , składnik niektórych szamponów .
wykryto szereg borków z przyłączonymi do nich chalkogenami. Chalkogeny w tych związkach to głównie siarka, chociaż niektóre zamiast tego zawierają selen. Jeden taki borek chalkogenu składa się z dwóch cząsteczek siarczku dimetylu przyłączonych do cząsteczki boru i wodoru. Inne ważne związki boru i chalkogenu obejmują układy makrowielościenne. Takie związki zwykle zawierają siarkę jako chalkogen. Istnieją również borki chalkogenu z dwoma, trzema lub czterema chalkogenami. Wiele z nich zawiera siarkę, ale niektóre, takie jak Na 2 B 2 Se 7 , zamiast tego zawierają selen.
Historia
Wczesne odkrycia
Siarka jest znana od czasów starożytnych i piętnaście razy pojawia się w Biblii . Znany był starożytnym Grekom i powszechnie wydobywany przez starożytnych Rzymian . W przeszłości był również używany jako składnik greckiego ognia . W średniowieczu był kluczowym elementem alchemicznych . W XVIII i XIX wieku naukowcy Joseph Louis Gay-Lussac i Louis-Jacques Thénard udowodnili, że siarka jest pierwiastkiem chemicznym.
Wczesne próby oddzielenia tlenu od powietrza były utrudnione przez fakt, że powietrze uważano za pojedynczy pierwiastek aż do XVII i XVIII wieku. Robert Hooke , Michaił Łomonosow , Ole Borch i Pierre Bayden z powodzeniem stworzyli tlen, ale wtedy nie zdawali sobie z tego sprawy. Tlen został odkryty przez Josepha Priestleya w 1774 roku, kiedy skupił światło słoneczne na próbce tlenku rtęci i zebrał powstały gaz. Carl Wilhelm Scheele również stworzył tlen w 1771 roku tą samą metodą, ale Scheele opublikował swoje wyniki dopiero w 1777 roku.
Tellur został po raz pierwszy odkryty w 1783 roku przez Franza Josepha Müllera von Reichensteina . Odkrył tellur w próbce tego, co jest obecnie znane jako kalaweryt. Müller początkowo założył, że próbka była czystym antymonem, ale testy, które przeprowadził na próbce, nie potwierdziły tego. Następnie Muller domyślił się, że próbka była siarczkiem bizmutu , ale testy potwierdziły, że to nie była próbka. Przez kilka lat Muller zastanawiał się nad tym problemem. W końcu zdał sobie sprawę, że próbka była związana złotem z nieznanym pierwiastkiem. W 1796 roku Müller wysłał część próbki do niemieckiego chemika Martina Klaprotha , który oczyścił nieodkryty pierwiastek. Klaproth postanowił nazwać pierwiastek tellurem od łacińskiego słowa oznaczającego ziemię.
Selen został odkryty w 1817 roku przez Jönsa Jacoba Berzeliusa . Berzelius zauważył czerwonawo-brązowy osad w zakładzie produkującym kwas siarkowy. Uważano, że próbka zawiera arsen. Berzelius początkowo myślał, że osad zawiera tellur, ale zdał sobie sprawę, że zawiera on również nowy pierwiastek, który nazwał selenem na cześć greckiej bogini księżyca Selene.
Układ okresowy
Trzy z chalkogenów (siarka, selen i tellur) były częścią odkrycia okresowości , ponieważ należą do serii triad pierwiastków z tej samej grupy , które Johann Wolfgang Döbereiner zauważył jako mające podobne właściwości. Około 1865 roku John Newlands opublikował serię artykułów, w których wymienił pierwiastki w kolejności rosnącej masy atomowej i podobnych właściwości fizycznych i chemicznych, które powtarzały się w odstępach co osiem; porównał taką okresowość do oktaw muzyki. Jego wersja zawierała „grupę b” składającą się z tlenu, siarki, selenu, telluru i osmu .
Po 1869 roku Dmitri Mendelejew zaproponował swój układ okresowy pierwiastków, umieszczając tlen na szczycie „grupy VI” powyżej siarki, selenu i telluru. Chrom , molibden , wolfram i uran były czasami zaliczane do tej grupy, ale później zostały przegrupowane jako część grupy VIB ; uran został później przeniesiony do aktynowców . Tlen wraz z siarką, selenem, tellurem, a później polonem był zgrupowany w grupie VIA , aż do zmiany nazwy grupy na grupę 16 w 1988 roku.
Współczesne odkrycia
Pod koniec XIX wieku Marie Curie i Pierre Curie odkryli, że próbka blendy smolistej emituje cztery razy więcej radioaktywności niż można to wytłumaczyć obecnością samego uranu. Państwo Curie zebrali kilka ton blendy smolistej i rafinowali ją przez kilka miesięcy, aż otrzymali czystą próbkę polonu. Oficjalne odkrycie miało miejsce w 1898 roku. Przed wynalezieniem akceleratorów cząstek jedynym sposobem na wyprodukowanie polonu było wydobywanie go przez kilka miesięcy z rudy uranu.
Pierwsza próba stworzenia livermorium miała miejsce w latach 1976-1977 w LBNL , którzy bombardowali curium-248 wapniem-48, ale nie powiodło się. Po kilku nieudanych próbach przeprowadzonych w latach 1977, 1998 i 1999 przez grupy badawcze w Rosji, Niemczech i Stanach Zjednoczonych, w 2000 roku w Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych pomyślnie wynaleziono livermorium, bombardując 248 atomów kuru 48 atomami wapnia . Pierwiastek był znany jako ununhexium, dopóki nie został oficjalnie nazwany livermorium w 2012 roku.
Nazwy i etymologia
W XIX wieku Jons Jacob Berzelius zasugerował nazwanie pierwiastków z grupy 16 „ amfigenami ”, ponieważ pierwiastki z tej grupy tworzyły sole amfidowe (sole kwasów tlenowych . Dawniej uważane za złożone z dwóch tlenków, kwasu i tlenku zasadowego) Termin był używany na początku XIX wieku, ale jest już przestarzały. Nazwa chalkogen pochodzi od greckich słów χαλκος ( chalkos , dosłownie „ miedź ”) i γενές ( geny , urodzenie, płeć, rozpalanie). Po raz pierwszy został użyty w 1932 roku przez grupę Wilhelma Biltza na Uniwersytecie Leibniza w Hanowerze , gdzie został zaproponowany przez Wernera Fischera. Słowo „chalcogen” zyskało popularność w Niemczech w latach trzydziestych XX wieku, ponieważ termin ten był analogiczny do „halogenu”. Chociaż dosłowne znaczenie współczesnych greckich słów sugeruje, że chalkogen oznacza „tworzący miedź”, jest to mylące, ponieważ chalkogeny nie mają nic wspólnego w szczególności z miedzią. Zasugerowano, że lepsze tłumaczenie to „formujący rudę”, ponieważ zdecydowana większość rud metali to chalkogenki, a słowo χαλκος w starożytnej Grecji było ogólnie kojarzone z metalami i skałami metalonośnymi; miedź i jej stop brązu były jednymi z pierwszych metali używanych przez ludzi.
Nazwa tlenu pochodzi od greckich słów oxy genes , oznaczających „kwasotwórczy”. Nazwa siarki pochodzi od łacińskiego słowa sulfurium lub sanskryckiego słowa sulvere ; oba te terminy to starożytne słowa oznaczające siarkę. Selen został nazwany na cześć greckiej bogini księżyca, Selene , aby dopasować się do wcześniej odkrytego elementu telluru, którego nazwa pochodzi od łacińskiego słowa telus , oznaczającego ziemię. Polon został nazwany na cześć kraju urodzenia Marii Curie, Polski. Nazwa Livermorium pochodzi od Narodowego Laboratorium Lawrence'a Livermore'a .
Występowanie
Cztery najlżejsze chalkogeny (tlen, siarka, selen i tellur) są pierwotnymi pierwiastkami na Ziemi. Siarka i tlen występują jako składowe rudy miedzi , a selen i tellur występują w takich rudach w niewielkich ilościach. Polon powstaje naturalnie z rozpadu innych pierwiastków, chociaż nie jest pierwotny. Livermorium w ogóle nie występuje naturalnie.
Tlen stanowi 21% masy atmosfery, 89% masy wody, 46% masy skorupy ziemskiej i 65% masy ludzkiego ciała. Tlen występuje również w wielu minerałach, występując we wszystkich minerałach tlenkowych i wodorotlenkowych oraz w wielu innych grupach minerałów. Gwiazdy o masie co najmniej ośmiokrotnie większej od Słońca również wytwarzają tlen w swoich jądrach poprzez syntezę jądrową . Tlen jest trzecim najczęściej występującym pierwiastkiem we wszechświecie, stanowiąc wagowo 1% wszechświata.
Siarka stanowi wagowo 0,035% skorupy ziemskiej, co czyni ją 17. najbardziej rozpowszechnionym tam pierwiastkiem i stanowi 0,25% ludzkiego ciała. Jest głównym składnikiem gleby. Siarka stanowi 870 części na milion wody morskiej i około 1 część na miliard atmosfery. Siarka występuje w postaci elementarnej lub w postaci minerałów siarczkowych , siarczanowych lub sulfosalowych . Gwiazdy o masie co najmniej 12 mas Słońca wytwarzają siarkę w swoich jądrach poprzez syntezę jądrową. Siarka jest dziesiątym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie, stanowiąc wagowo 500 części na milion wszechświata.
Selen stanowi wagowo 0,05 części na milion skorupy ziemskiej. To czyni go 67. najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej. Selen stanowi średnio 5 części na milion gleb . Woda morska zawiera około 200 części selenu na bilion. Atmosfera zawiera 1 nanogram selenu na metr sześcienny. Istnieją grupy minerałów znane jako seleniany i seleniny, ale w tych grupach nie ma wielu minerałów. Selen nie jest wytwarzany bezpośrednio w wyniku syntezy jądrowej. Selen stanowi wagowo 30 części na miliard wszechświata.
Istnieje tylko 5 części na miliard telluru w skorupie ziemskiej i 15 części na miliard telluru w wodzie morskiej. Tellur jest jednym z ośmiu lub dziewięciu najmniej występujących pierwiastków w skorupie ziemskiej. Istnieje kilkadziesiąt minerałów tellurowych i tellurkowych, a tellur występuje w niektórych minerałach ze złotem, takich jak sylwanit i kalaweryt. Tellur stanowi wagowo 9 części na miliard wszechświata.
Polon występuje na ziemi tylko w śladowych ilościach w wyniku radioaktywnego rozpadu uranu i toru. Występuje w rudach uranu w stężeniu 100 mikrogramów na tonę metryczną. Bardzo niewielkie ilości polonu występują w glebie, a więc w większości żywności, a więc w ludzkim ciele. Skorupa ziemska zawiera mniej niż 1 część polonu na miliard, co czyni go jednym z dziesięciu najrzadszych metali na ziemi.
Livermorium jest zawsze wytwarzane sztucznie w akceleratorach cząstek . Nawet gdy jest produkowany, jednocześnie syntetyzowana jest tylko niewielka liczba atomów.
Elementy chalkofilne
Pierwiastki chalkofilne to te, które pozostają na powierzchni lub blisko niej, ponieważ łatwo łączą się z chalkogenami innymi niż tlen, tworząc związki, które nie toną w rdzeniu. Pierwiastki chalkofilne („lubiące chalkogen”) w tym kontekście to te metale i cięższe niemetale, które mają niskie powinowactwo do tlenu i wolą wiązać się z cięższą siarką chalkogenową w postaci siarczków. Ponieważ minerały siarczkowe są znacznie gęstsze niż minerały krzemianowe utworzone przez pierwiastki litofilne , pierwiastki chalkofilowe oddzieliły się poniżej litofilów w czasie pierwszej krystalizacji skorupy ziemskiej. Doprowadziło to do ich zubożenia w skorupie ziemskiej w stosunku do ich obfitości słonecznej, chociaż to zubożenie nie osiągnęło poziomów obserwowanych w przypadku pierwiastków syderofilnych.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grupa → | |||||||||||||||||||
| ↓ Okres | |||||||||||||||||||
| 1 |
1 H |
2 On |
|||||||||||||||||
| 2 |
3 Li |
4 Bądź |
5 B |
6 C |
7 N |
8 o |
9 F |
10 Nie |
|||||||||||
| 3 |
11 Na |
12 Mg |
13 al |
14 Si |
15 str |
16 S |
17 kl |
18 Ar |
|||||||||||
| 4 |
19 k |
20 ok |
21 sc |
22 Ty |
23 V |
24 Kr |
25 mln |
26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
29 Cu |
30 Zn |
31 Ga |
32 Rdz |
33 Jak |
34 se |
35 br |
36 Kr |
|
| 5 |
37 Rb |
38 Sr |
39 Y |
40 zł |
41 Uwaga |
42 pon |
43 Tc |
44 ru |
45 Rh |
46 Pd |
47 Ag |
48 Cd |
49 w |
50 Sn |
51 Św |
52 Cz |
53 ja |
54 Xe |
|
| 6 |
55 Cs |
56 Ba |
|
71 Lu |
72 Hf |
73 Ta |
74 W |
75 Odp |
76 Os |
77 Ir |
78 pkt |
79 sierpnia |
80 Hg |
81 Tl |
82 Pb |
83 Bi |
84 Po |
85 O godz |
86 Rn |
| 7 |
87 Ks |
88 Ra |
|
103 Lr |
104 Rf |
105 db |
106 Sg |
107 bh |
108 godz |
109 Mt |
110 DS |
111 Rg |
112 Cn |
113 Nh |
114 Fl |
115 Mc |
116 poz |
117 Ts |
118 Og |
|
|
57 Ł |
58 n.e |
59 par |
60 Nd |
61 wieczorem |
62 sm |
63 ue |
64 Gd |
65 Tb |
66 Dyr |
67 godz |
68 Er |
69 Tm |
70 Yb |
|||||
|
|
89 Dz |
90 tys |
91 Pa |
92 U |
93 np |
94 Pu |
95 rano |
96 cm |
97 Bk |
98 Por |
99 Es |
100 Fm |
101 Md |
102 Nie |
|||||
Klasyfikacja Goldschmidta: litofilne syderofilne chalkofilne atmofilne śladowe/syntetyczne
Produkcja
Rocznie produkuje się około 100 milionów ton tlenu. Tlen jest najczęściej wytwarzany przez destylację frakcyjną , w której powietrze jest schładzane do stanu ciekłego, a następnie podgrzewane, co pozwala wszystkim składnikom powietrza, z wyjątkiem tlenu, przekształcić się w gazy i ulotnić się. Kilkukrotne destylowanie frakcyjne powietrza może wytworzyć tlen o czystości 99,5%. Inną metodą wytwarzania tlenu jest przepuszczanie strumienia suchego, czystego powietrza przez złoże z sit molekularnych wykonanych z zeolitu , który pochłania azot z powietrza, pozostawiając 90 do 93% czystego tlenu.
Siarkę można wydobywać w jej elementarnej postaci, chociaż ta metoda nie jest już tak popularna jak kiedyś. W 1865 r. w stanach Luizjana i Teksas w USA odkryto duże złoże siarki elementarnej, które wówczas było trudne do wydobycia. W latach 90. XIX wieku Herman Frasch wymyślił rozwiązanie polegające na skraplaniu siarki za pomocą przegrzanej pary i pompowaniu siarki na powierzchnię. Obecnie siarka jest częściej pozyskiwana z ropy naftowej , gazu ziemnego i smoły .
Światowa produkcja selenu wynosi około 1500 ton metrycznych rocznie, z czego około 10% jest poddawane recyklingowi. Japonia jest największym producentem, produkującym 800 ton metrycznych selenu rocznie. Inni duzi producenci to Belgia (300 ton rocznie), Stany Zjednoczone (ponad 200 ton rocznie), Szwecja (130 ton rocznie) i Rosja (100 ton rocznie). Selen można ekstrahować z odpadów z procesu rafinacji elektrolitycznej miedzi. Inną metodą produkcji selenu jest uprawa roślin zbierających selen, takich jak wyka mleczna . Ta metoda może wyprodukować trzy kilogramy selenu na akr, ale nie jest powszechnie stosowana.
Tellur powstaje głównie jako produkt uboczny przy przetwarzaniu miedzi. Tellur można również rafinować przez elektrolityczną redukcję tellurku sodu . Światowa produkcja telluru wynosi od 150 do 200 ton metrycznych rocznie. Stany Zjednoczone są jednym z największych producentów telluru, produkując około 50 ton metrycznych rocznie. Peru, Japonia i Kanada są również dużymi producentami telluru.
Do czasu powstania reaktorów jądrowych cały polon musiał być wydobywany z rudy uranu. W dzisiejszych czasach większość izotopów polonu powstaje w wyniku bombardowania bizmutu neutronami. Polon może być również wytwarzany przez wysokie strumienie neutronów w reaktorach jądrowych . Rocznie produkuje się około 100 gramów polonu. Cały polon produkowany do celów komercyjnych jest wytwarzany w reaktorze jądrowym Ozersk w Rosji. Stamtąd jest przewożona do Samary w Rosji w celu oczyszczenia, a stamtąd do Petersburga w celu dystrybucji. Największym konsumentem polonu są Stany Zjednoczone.
Całe livermorium jest wytwarzane sztucznie w akceleratorach cząstek . Pierwszą udaną produkcję livermorium osiągnięto przez bombardowanie atomów kuru-248 atomami wapnia-48 . Do 2011 roku zsyntetyzowano około 25 atomów livermoru.
Aplikacje
Metabolizm jest najważniejszym źródłem i wykorzystaniem tlenu. Drobne zastosowania przemysłowe obejmują hutnictwo (55% całego wyprodukowanego oczyszczonego tlenu), przemysł chemiczny (25% całego oczyszczonego tlenu), zastosowania medyczne, uzdatnianie wody (ponieważ tlen zabija niektóre rodzaje bakterii), paliwo rakietowe (w postaci płynnej), i cięcia metalu.
Większość produkowanej siarki jest przekształcana w dwutlenek siarki , który jest dalej przekształcany w kwas siarkowy , bardzo popularną chemię przemysłową. Inne powszechne zastosowania obejmują bycie kluczowym składnikiem prochu strzelniczego i ognia greckiego oraz zmianę pH gleby . Siarka jest również dodawana do gumy w celu wulkanizacji . Siarka jest stosowana w niektórych rodzajach betonu i fajerwerków . 60% całego produkowanego kwasu siarkowego jest wykorzystywane do wytwarzania kwasu fosforowego . Siarka jest stosowana jako pestycyd (szczególnie jako środek roztoczobójczy i grzybobójczy ) w „sadach, uprawach ozdobnych, warzywnych, zbożowych i innych”.
Około 40% całego produkowanego selenu trafia do produkcji szkła . 30% całego produkowanego selenu trafia do metalurgii , w tym do produkcji manganu . 15% całego produkowanego selenu trafia do rolnictwa . Elektronika, taka jak materiały fotowoltaiczne, pochłania 10% całego produkowanego selenu. Pigmenty stanowią 5% całego produkowanego selenu. W przeszłości maszyny takie jak kserokopiarki i światłomierze zużywały jedną trzecią całego produkowanego selenu, ale to zastosowanie stale spada.
Podtlenek telluru , mieszanina telluru i dwutlenku telluru, jest używana w warstwie danych wielokrotnego zapisu niektórych dysków CD-RW i DVD-RW . Tellurek bizmutu jest również stosowany w wielu urządzeniach mikroelektronicznych , takich jak fotoreceptory . Tellur jest czasami używany jako alternatywa dla siarki w wulkanizowanej gumie . Tellurek kadmu jest stosowany jako materiał o wysokiej wydajności w panelach słonecznych.
Niektóre zastosowania polonu dotyczą radioaktywności pierwiastka. Na przykład polon jest używany jako cząstek alfa w badaniach. Polon zmieszany z berylem stanowi wydajne źródło neutronów. Polon jest również używany w bateriach jądrowych. Większość polonu jest używana w urządzeniach antystatycznych. Livermorium nie ma żadnych zastosowań ze względu na jego wyjątkową rzadkość i krótki okres półtrwania.
Związki organochalkogenowe biorą udział w procesie półprzewodnikowym . Związki te występują również w chemii i biochemii ligandów . Jednym z zastosowań samych chalkogenów jest manipulowanie redoks w chemii supramolarnej (chemia obejmująca interakcje wiązań niekowalencyjnych). Ta aplikacja prowadzi do takich zastosowań, jak upakowanie kryształów, składanie dużych cząsteczek i biologiczne rozpoznawanie wzorów. Wtórne interakcje wiązań większych chalkogenów, selenu i telluru, mogą tworzyć organiczne nanorurki acetylenowe zawierające rozpuszczalniki . Interakcje chalkogenu są przydatne między innymi do analizy konformacyjnej i efektów stereoelektronicznych. Zastosowania mają również chalkogenki z wiązaniami przelotowymi. Na przykład dwuwartościowa siarka może stabilizować karboaniony, centra kationowe i rodniki . Chalkogeny mogą nadawać właściwości ligandów (takich jak DCTO), takie jak zdolność do przekształcania Cu (II) w Cu (I). Badanie interakcji chalkogenów daje dostęp do rodników kationowych, które są wykorzystywane w chemii syntetycznej głównego nurtu . Metaliczne centra redoks o znaczeniu biologicznym są dostrajane przez interakcje ligandów zawierających chalkogeny, takie jak metionina i selenocysteina . Również wiązania chalkogenowe [ wątpliwe ] mogą dostarczyć wglądu w proces przenoszenia elektronów.
Rola biologiczna
Tlen jest potrzebny prawie wszystkim organizmom do wytwarzania ATP . Jest również kluczowym składnikiem większości innych związków biologicznych, takich jak woda, aminokwasy i DNA . Ludzka krew zawiera duże ilości tlenu. Ludzkie kości zawierają 28% tlenu. Tkanka ludzka zawiera 16% tlenu. Typowy 70-kilogramowy człowiek zawiera 43 kilogramy tlenu, głównie w postaci wody.
Wszystkie zwierzęta potrzebują znacznych ilości siarki . Niektóre aminokwasy, takie jak cysteina i metionina , zawierają siarkę. Korzenie roślin pobierają jony siarczanowe z gleby i redukują je do jonów siarczkowych. Metaloproteiny również wykorzystują siarkę do przyłączania się do użytecznych atomów metali w organizmie, a siarka w podobny sposób przyłącza się do trujących atomów metali, takich jak kadm , w celu zapewnienia bezpieczeństwa wątroby. Średnio ludzie spożywają dziennie 900 miligramów siarki. Związki siarki, takie jak te znajdujące się w sprayu skunksa, często mają silne zapachy.
Wszystkie zwierzęta i niektóre rośliny potrzebują śladowych ilości selenu , ale tylko dla niektórych wyspecjalizowanych enzymów. Ludzie spożywają średnio od 6 do 200 mikrogramów selenu dziennie. Grzyby i orzechy brazylijskie są szczególnie cenione ze względu na wysoką zawartość selenu. Selen w żywności występuje najczęściej w postaci aminokwasów, takich jak selenocysteina i selenometionina . Selen może chronić przed metalami ciężkimi .
Nie wiadomo, czy tellur jest potrzebny do życia zwierząt, chociaż kilka grzybów może włączać go do związków zamiast selenu. Mikroorganizmy absorbują także tellur i wydzielają tellurek dimetylu . Większość telluru we krwi jest powoli wydalana z moczem, ale część jest przekształcana w tellurek dimetylu i uwalniana przez płuca. Średnio ludzie spożywają dziennie około 600 mikrogramów telluru. Rośliny mogą pobierać trochę telluru z gleby. Stwierdzono, że cebula i czosnek zawierają aż 300 części na milion telluru w suchej masie.
Polon nie pełni żadnej roli biologicznej i jest wysoce toksyczny ze względu na swoją radioaktywność.
Toksyczność
|
Ognisty diament NFPA 704 | |
|---|---|
|
Ognisty diament dla selenu
|
Tlen jest na ogół nietoksyczny, ale odnotowano toksyczność tlenu , gdy jest stosowany w wysokich stężeniach. Zarówno w elementarnej formie gazowej, jak i jako składnik wody, jest niezbędny dla prawie całego życia na ziemi. Mimo to ciekły tlen jest bardzo niebezpieczny. Nawet gazowy tlen jest niebezpieczny w nadmiarze. Na przykład nurkowie sportowi od czasu do czasu tonęli z powodu konwulsji spowodowanych oddychaniem czystym tlenem na głębokości ponad 10 metrów (33 stóp) pod wodą. Tlen jest również toksyczny dla niektórych bakterii . Ozon, odmiana alotropowa tlenu, jest toksyczny dla większości organizmów żywych. Może powodować zmiany w drogach oddechowych.
Siarka jest na ogół nietoksyczna, a nawet jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla ludzi. Jednak w swojej elementarnej postaci może powodować zaczerwienienie oczu i skóry, uczucie pieczenia i kaszel w przypadku wdychania, uczucie pieczenia i biegunkę i/lub katharsis w przypadku połknięcia, a także może podrażniać błony śluzowe. Nadmiar siarki może być toksyczny dla krów , ponieważ drobnoustroje w żwaczu krów wytwarzają toksyczny siarkowodór w reakcji z siarką. Wiele związków siarki, takich jak siarkowodór (H 2 S) i dwutlenek siarki (SO 2 ), jest wysoce toksycznych.
Selen jest śladowym składnikiem odżywczym wymaganym przez ludzi w ilościach rzędu dziesiątek lub setek mikrogramów dziennie. Dawka powyżej 450 mikrogramów może być toksyczna, powodując nieświeży oddech i zapach ciała . Długotrwałe narażenie na niski poziom, które może wystąpić w niektórych gałęziach przemysłu, powoduje utratę wagi , anemię i zapalenie skóry . W wielu przypadkach zatrucia selenem w organizmie powstaje kwas selenowy . Selenowodór (H 2 Se) jest wysoce toksyczny.
Narażenie na tellur może powodować nieprzyjemne skutki uboczne. Zaledwie 10 mikrogramów telluru na metr sześcienny powietrza może powodować notorycznie nieprzyjemny oddech, opisywany jako śmierdzący zgniłym czosnkiem. Ostre zatrucie tellurem może powodować wymioty, zapalenie jelit, krwawienie wewnętrzne i niewydolność oddechową. Przedłużona ekspozycja na niski poziom telluru powoduje zmęczenie i niestrawność. Telluryn sodu (Na 2 TeO 3 ) jest zabójczy w ilości około 2 gramów.
Polon jest niebezpieczny jako emiter cząstek alfa . Połknięty polon-210 jest milion razy bardziej toksyczny niż cyjanowodór wagowo; w przeszłości był używany jako narzędzie zbrodni, najsłynniejsze do zabicia Aleksandra Litwinienki . Zatrucie polonem może powodować nudności , wymioty , anoreksję i limfopenię . Może również uszkadzać mieszki włosowe i białe krwinki . Polon-210 jest niebezpieczny tylko w przypadku połknięcia lub wdychania, ponieważ jego emisje cząstek alfa nie mogą przeniknąć przez ludzką skórę. Polon-209 jest również toksyczny i może powodować białaczkę .
Sole amfidowe
Sole amfidowe to nazwa nadana przez Jonsa Jacoba Berzeliusa w XIX wieku solom chemicznym pochodzącym z 16 grupy układu okresowego pierwiastków, która obejmowała tlen , siarkę , selen i tellur . Termin ten był używany na początku XIX wieku, ale obecnie jest przestarzały. Obecnym terminem używanym dla szesnastej grupy są chalkogeny.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
-
Media związane z grupą okresową 16 w Wikimedia Commons
| Formy okresowe |
|
||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zestawy elementów |
|
||||||||||||||||||
| Elementy | |||||||||||||||||||
| Historia | |||||||||||||||||||
| Zobacz też | |||||||||||||||||||
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
