カルコゲン - 周期表について

コア コンセプト

このチュートリアルでは、周期表のカルコゲン族とその固有の特徴について学びます。

他の記事で取り上げるトピック

• 電子軌道と軌道形状
• 原子価結合理論
• エントロピーとは
• イオン化エネルギー
• 原子半径の傾向

周期表上のカルコゲン

カルコゲンは、周期表の 16 族に属する元素です。カルコゲンとして分類できる元素は、酸素、硫黄、セレン、テルル、ポロニウムの 5 つです。一部の科学者は、リバモリウムもカルコゲンのメンバーであると考えています.酸素がカルコゲンファミリーから除外されることがよくあります。これは、酸素の特性がファミリー内の他の元素と少し異なるためです。

カルコゲン族の各元素は、原子価殻に 6 個の電子を持っています。これらの元素のファミリーは、これらの元素のそれぞれが銅鉱石や地球の地殻の硫化物や酸化物に含まれているため、鉱石形成を意味するギリシャ語の「カルコス」にその名前を付けました.ほとんどのカルコゲンには複数の同素体があり、化学元素が 2 つ以上の形で存在します。たとえば、硫黄には 20 以上の同素体があり、酸素には約 9 つの同素体があることが知られています。

カルコゲンの電子配置

一般に、カルコゲンの電子配置は nsnp です。チャートに表示されていないリバモリウムの電子配置は [Rn]5f6d7s7p です。

16族元素の原子半径とイオン半径

カルコゲン族の元素の原子半径とイオン半径の両方が、それらの前のグループであるグループ 15 の半径よりも小さくなっています。サイズ。予想通り、周期表の原子半径とイオン半径の傾向に基づいて、カルコゲンの半径は、グループを下に移動すると増加します。したがって、原子半径とイオン半径が最も小さいカルコゲンは酸素です。最大の原子半径とイオン半径を持つカルコゲンはポロニウムです。

融点と沸点

周期表のグループを下に移動すると、原子のサイズと質量が増加するため、これらの元素の融点と沸点には直接的な相関関係があります。これは、グループを下に移動すると、ファン デル ワールス力の大きさも増加するためです。したがって、酸素は融点と沸点が最も低いことが知られています。

イオン化エネルギー

原子の半径またはサイズが増加すると、イオン化エネルギーは減少します。これは、価電子殻内の電子が原子核から離れているほど、原子核がこれらの電子に及ぼす引力が小さくなるためです。そのため、サイズが小さい元素は、サイズが大きい元素よりもイオン化エネルギーが高いことがよくあります。このため、カルコゲンのイオン化エネルギーは、グループ内で下に移動するにつれて減少します。酸素は、ファミリーの中で最も高いイオン化エネルギーを持つことが知られています。周期表上の周期を移動すると、イオン化エネルギーが増加することに注意することも重要です。したがって、酸素はリチウムなどの元素よりも高いイオン化エネルギーを持っています。

グループ 16 要素間の反応

カルコゲンが二水素 (H₂ )、それらは通常、式 H₂ の水素化物を形成します。 X. X は、酸素、硫黄、セレン、テルル、またはポロニウムのいずれかのカルコゲンを示します。

X (カルコゲン) + H₂ (二水素) → H₂ X (カルコゲンの水素化物)

グループ 16 の特徴

酸素

• 設定 :1s2s2p
• 酸素は酸化によって錆を発生させ、他の原子と反応することはよく知られています。
• 酸素はすべてのカルコゲンの中で最も密度が低く、密度は 0.00143 g/cm です。
• 室温では、酸素は気体の状態で、無色、無臭、無味です。
• 約-297.31°Fで沸点に達します.

ポロニウム

• ポロニウムは、殻に 2、8、18、32、18、および 6 個の電子を持つすべてのカルコゲンの中で最大のものです。
• その構成 1s2sp3spd4spdf5spd6sp です。
• ポロニウムの密度は最高で、密度は 9.196 g/cm です。
• ポロニウムは、沸点が華氏 1764 度でテルルよりも低いため、原子量に応じて沸点が上昇するという規則の例外です。
• この元素の 33 種類の同位体が地球上で見つかります。

テルル

• 電子の配置 テルルの場合は 1s2sp3spd4spd5sp です。
• テルルは、華氏 1810 度ですべてのカルコゲンの中で最高の沸点を持っています。
• 結晶形の場合、銀メタロイドとして自然に見られます。

セレン

• セレンの電子の配置 1s2sp3spd4sp です。
• セレンは非金属ですが、電気を通すことができます。
• セレンの沸点も非常に高く、華氏 1265 度です。
• 本来は赤みを帯びた粉末ですが、加工すると黒くなります。
• セレンは光伝導性があり、光にさらされると帯電します。

硫黄

• 電子の配置 硫黄の量は 1s2sp3sp です。
• 硫黄には、-2 から +6 までの広範囲の酸化状態があります。
• この元素は、地球の地殻と人体に微量含まれています。
• 硫黄は黄色の固体で、燃やすと腐ったにおいがします。