Saltar a: navegación, buscar

Grupo VI A

Grupo VIA
Información sobre la plantilla
GrupoVIA.jpg
Información general
Nombre,símbolo,número:Óxigeno,Azufre, Selenio, Teluro,Polonio


El Grupo VIA recibe también el nombre de Grupo del Oxígeno por ser este el primer elemento del grupo. Tienen seis electrones en el último nivel con la configuración electrónica externa ns2 np4. Los tres primeros elementos, el oxígeno, azufre y selenio son no metales y los dos últimos el telurio y polonio son metaloides.

Grupo del Óxigeno

El grupo VIA del sistema Periódico o grupo del oxígeno está formado por los elementos: oxígeno, azufre, selenio, telurio, polonio.

Por encontrarse en el extremo derecho de la Tabla Periódica es fundamentalmente no-metálico; aunque, el carácter metálico aumenta al descender en el grupo .

Como en todos los grupos, el primer elemento, el oxígeno, presenta un comportamiento anómalo, ya que al no tener orbitales d en la capa de valencia, sólo puede formar dos enlaces covalentes simples o uno doble, mientras que los restantes elementos pueden formar 2, 4 y 6 enlaces covalentes.

Propiedades atómicas

La configuración electrónica de los átomos de los elementos del grupo VIA en la capa de valencia es: ns2 np2+1+1. El oxígeno, cabeza de grupo, presenta, igual que en el caso del flúor, unas características particulares que le diferencian del resto (Principio de singularidad). Posibles formas de actuación:

  • El oxígeno es un gas diatómico. El azufre y el selenio forman moléculas octa-atómicas S8 y Se8
  • El telurio y el polonio tienen estructuras tridimensionales.
  • El oxígeno, azufre, selenio y telurio tienden a aceptar dos electrones formando compuestos iónicos. Estos elementos también pueden formar compuestos moleculares con otros no metales, en especial el oxígeno.
  • El polonio es un elemento radioactivo, difícil de estudiar en el laboratorio.

Pérdida de electrones

El alto valor de los potenciales de ionización, pero sobre todo el alto poder polarizante de sus cationes (debido a su pequeño tamaño) hacen que sólo el polonio dé lugar a sales . Sin embargo, sí que se conocen sales de cationes poliatómicos.

Ganancia de electrones

Pueden actuar como aniones dinegativos, -2 , nunca mononegativos, ya que la mayor energía de red de los compuestos resultantes compensa el valor desfavorable de la electroafinidad. Dado que el tamaño del anión -2 crece conforme se desciende en el grupo, también lo hace su polarizabilidad, de modo que los sulfuros, seleniuros y telururos poseen un marcado carácter covalente que aumenta en dicho sentido. Se conocen también polianiones Eln2-.

Compartición de los electrones

Caben dos posibilidades:

  • Formación de dos enlaces σ sencillos.
  • Formación de un enlace doble σ + π.

El segundo caso sólo se da cuando los dos átomos implicados son de pequeño tamaño (o en todo caso uno de ellos de tamaño moderado), ya que la eficacia de los solapamientos laterales de orbitales (enlaces π) decrece muy rápidamente conforme aumenta la distancia internuclear, mientras que la eficacia del solapamiento frontal σ, lo hace más lentamente.

Capa de valencia

La presencia de pares electrónicos sin compartir en la capa de valencia permite la formación de, al menos, un tercer enlace covalente dativo. Además, la presencia de pares de electrones no compartidos puede influir en la fortaleza del enlace.

  • Debilitando el enlace con otros átomos que presenten también pares electrónicos de no enlace.
  • Fortaleciendo el enlace con átomos que dispongan de orbitales vacantes de energía adecuada.

Salvo el cabeza de grupo, pueden ampliar su octeto, actuando como hipervalentes. En estos casos es frecuente la formación de enlaces múltiples, ya que la disposición espacial de los orbitales d permite un buen solapamiento pπ-dπ a distancias en las que el solapamiento pπ-pπ sería despreciable. Además pueden utilizar los orbitales nd vacantes, estabilizados por la unión a átomos muy electronegativos, para actuar como ácidos de Lewis.

Estado natural

Oxígeno

El oxígeno es el elemento más abundante en el planeta tierra. Existe en estado libre, como O2, en la atmósfera (21% en volumen), pero también combinado en el agua y formando parte diversos óxidos y oxosales, como silicatos, carbonatos, sulfatos, etc.

En condiciones ordinarias el oxígeno se presenta en dos formas alotrópicas, el dioxígeno y el ozono, de los cuales sólo el primero es termodinámicamente estable.


A diferencia del oxígeno, que se presenta en su variedad más estable como molécula diatómica O2 derivada de un enlace doble, los demás presentan estructuras derivadas de enlaces sencillos. Esto es debido a la disminución de la eficacia del solapamiento lateral a medida que aumenta el tamaño de el.

Obtención

Industrialmente, se obtiene de la destilación fraccionada del aire líquido. A escala de laboratorio, existen diversos métodos de obtención:

1) Electrólisis de disoluciones acuosas alcalinas.

2) Descomposición catalítica de H2O2.

3) Descomposición térmica de cloratos.

Azufre

El azufre se encuentra: nativo (en zonas volcánicas y en domos de sal) ó combinado, en sulfatos, sulfuros (sobre todo pirita, FeS2) y sulfuro de hidrógeno (acompañando al petróleo).

Variedades alotrópicas y sus propiedades físicas:

  • En estado sólido.

Variedades rómbica y monoclínica (anillos S8), azufre plástico (cadenas Sn).

  • En estado líquido.

Anillos S8 y cadenas de longitud variable.

  • En fase gas.

Cicloazufre, cadenas Sn (n = 3-10), S2

Selenio

El selenio presenta tres formas alotrópicas:

  • Se rojo: constituido por moléculas Se8.
  • Se negro: anillos Sen con n muy grande y variable (forma amorfa).
  • Se gris: de estructura similar a la del azufre plástico. Este alótropo presenta aspecto metálico (es un semimetal) y es fotoconductor.

Teluro

Presenta una única variedad alotrópica, el Te gris, similar al Se gris. Tiene un carácter más metálico que el anterior.

Polonio

Presenta dos alótropos: cúbico simple y romboédrico, en los que que cada átomo está directamente rodeado por seis vecinos a distancias iguales (d0=355pm). Ambos alótropos tienen carácter metálico.

Carácter metálico en el grupo

Los elementos de este grupo muestran una transición paulatina desde las propiedades típicamente covalentes en la parte alta del grupo hasta las típicamente metálicas del elemento más pesado; y constituyen un excelente ejemplo de como los modelos de enlace covalente y metálico son, únicamente, casos extremos imaginarios de una situación real más compleja de interpretar. Este aumento se pone de manifiesto no solo en la variación progresiva de sus propiedades físicas y químicas sino también en cambios en sus estructuras.

Reactividad

Oxígeno

  • Reactividad con los principales elementos de la tabla periódica.
  • Relación entre reactividad y estructura del elemento.

Ozono

Mayor reactividad del ozono, tanto desde el punto de vista termodinámico como cinético. La gran diferencia de reactividad entre los dos alótropos del oxígeno pone de manifiesto que las propiedades químicas dependen del estado elemental.

Resto del grupo

La reactividad del resto de los calcógenos va siendo cada vez menor a medida que descendemos en el grupo.

  • Reactividad con elementos y compuestos.
  • Reactividad en disolución acuosa: se comportan como oxidantes bastante buenos debido a la general insolubilidad de los calcogenuros, que retiran de inmediato iones. El2- del medio, favoreciendo la reacción. También se pueden comportar como reductores, pasando a estados de oxidación formal positivos.

Aplicaciones

Los elementos del grupo vi a, conocidos como la familia del grupo del oxígeno, comprenden al oxigeno (o), azufre (s), selenio (se), telurio (te) y polonio (po). aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia, sus propiedades varian de no metalicas a metalicas en cierto grado, conforme aunmenta el numero atomico.

  • Oxígeno: Como oxígeno molecular (O2 ) se utiliza en la industria del acero, en el tratamiento de aguas negras, en el blanqueado de pulpa y papel, en sopletes oxiacetilénicos, en medicina y en numerosas reacciones como agente oxidante.

El oxigeno gaseoso, O2 es fundamental para la vida; es necesario para quemar los combustibles fosiles y obtener asi energia, y se requiere durante el metabolismo urbano para quemar carbohidratos. en ambos procesos, los productos secundarios son dióxido de carbono y agua. el oxigeno constituye el 21 % en volumen del aire y el 49.5 % en peso de la corteza terrestre. La otro forma alotropica del oxigeno es el ozono, cuya formula es o3 es mas reactivo que el oxigeno ordinario y se puede formar a partir de oxigeno en un arco electrico, como el descargador a distancia de un motor electrico, tambien se puede producir ozono por la acción de la luz ultravioleta sobre el oxigeno; esto explica el aroma " fresco del aire durante las tormentas electricas".

  • Azufre: El azufre es el segundo elemento no metal del grupo. a temperatura ambiente es un solido amarillo palido que se encuentra libre en la naturaleza. lo conocían los antiguos y se le menciona en el libro del genesis como piedra de azufre. las moléculas de azufre contienen ocho atomos de azufre conectados a un anillo; su formula es s8 . el azufre tiene una importancia especial en la manufactura de neumáticos de hule y acido sulfurico, H2SO4 . Otros compuestos de azufre son importantes para blanquear frutos y granos

Se usa en muchos procesos industriales como la producción de ácido sulfúrico (sustancia química más importante a nivel industrial), en la fabricación de pólvora y el vulcanizado del caucho. Algunos compuestos como los sulfitos tienen propiedades blanqueadoras, otros tienen uso medicinal (sulfas, sulfato de magnesio). También se utiliza en la elaboración de fertilizantes y como fungicida.

  • Selenio: El selenio es un no metal que presenta interesantes propiedades y usos. la conductividad de este elemento aumenta con la intensidad de la luz. a causa de esta fotoconductividad, el selenio se a utilizado en los medidores de luz para camaras fotograficas y en fotocopiadoras, pero la preocupación que origina su toxicidad ha hecho que disminuya su uso. el selenio tambien puede convertir la corriente electrica alterna en corriente directa; se ha utilizado en rectificadores, como los convertidores que se usan en los radios y grabadores portátiles, y en herramientas electricas recargables. el color rojo que el selenio imparte al vidrio lo hace util en la fabricación de lentes para señales luminosas.

Se utiliza básicamente en electricidad y electrónica, como en células solares y rectificadores. Se añade a los aceros inoxidables y es catalizador de reacciones de deshidrogenación. Algunos compuestos se emplean en la fabricación del vidrio y esmaltes. Los sulfuros se usan en medicina veterinaria y champús. El dióxido de selenio es un catalizador muy utilizado en reacciones de oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuesos orgánicos.

  • Telurio: El telurio, tiene aspecto metalico, pero es un metaloide en el que predominan las propiedades no metalicas. se emplea en semiconductores y para endurecer las placas de los acumuladores de plomo y el hierro colado. se presenta en la naturaleza en diversos compuestos, pero no es abundante. el polonio es un elemento radiactivo poco comun que emite radiación alfa y gama; su manejo es muy peligroso. los usos de este elemento se relacionan con su radiactividad, y fue descubierto por marie curie, quien le dio este nombre en honor a su natal polonia.

Se emplea para aumentar la resistencia a la tensión en aleaciones de cobre y plomo y en la fabricación de dispositivos termoeléctricos. También se utiliza como agente vulcanizador y en la industria del vidrio. El telurio coloidal es insecticida y fungicida.

  • Polonio: los isótopos constituyen una fuente de radiación alfa. Se usan en la investigación nuclear. Otro uso es en dispositivos ionizadores del aire para eliminar la acumulación de cargas electrostáticas.

Fuente

Química Inorgánica Adolfo Ponjuan y Blanco Tomo I

Enlaces Externos