Anfígeno

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Grupo 16
Periodo
2 8
O
3 16
S
4 34
Se
5 52
Te
6 84
Po
7 116
Lv

El grupo de los anfígenos es también llamado familia del oxígeno y es el grupo conocido antiguamente como VI A, y actualmente el grupo 16 (según la IUPAC) en las siguientes elementos: oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), telurio (Te), polonio (Po) y livermorio (Lv). El nombre de anfígeno en español deriva de la propiedad de algunos de sus elementos de formar compuestos con carácter ácido o básico. Los elementos no metálicos del grupo (oxígeno, azufre, selenio y telurio) también se conocen como calcógenos.

Aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia (última capa s2p4),[1]​ sus propiedades varían de no metálicas a metálicas en cierto grado, conforme aumenta su número atómico.

El oxígeno y el azufre se utilizan abiertamente en la industria y el telurio y el selenio en la fabricación de semiconductores.

Descripción[editar]

Para adquirir la configuración electrónica de octeto típica de un gas noble, estos elementos deben aceptar un par de electrones, por lo que generalmente presentan estados de oxidación negativo, aunque al descender en el grupo los potenciales de ionización son más pequeños y se presentan también estados de oxidación positivos más típicos de los metales. El oxígeno existe abundantemente en la tierra, en el aire y combinado en el agua, formando óxidos, hidróxidos y algunas sales. El azufre también se presenta en abundancia, tanto en estado elemental como combinado. El selenio y el telurio se encuentran libres y combinados, aunque con menos abundancia. Finalmente, el polonio es un elemento radiactivo que se encuentra escasamente presente en la naturaleza, en forma de sales. Este grupo de elementos también se combina con algunos metales formando calcogenuros.

La reactividad de estos elementos varía desde el oxígeno no metálico y muy electronegativo, hasta el polonio metálico. El oxígeno presenta unas propiedades muy distintas de los otros elementos del grupo, pues su diferente reactividad nace del pequeño tamaño del oxígeno, que le hace muy oxidante y, por tanto, muy reactivo.

Propiedades químicas[editar]

El oxígeno, el azufre y el selenio son no metales, y el telurio es un metaloide, lo que significa que sus propiedades químicas están entre las de un metal y las de un no metal. No es seguro que el polonio sea un metal o un metaloide. Algunas fuentes se refieren al polonio como un metaloide,[2]​ aunque tiene algunas propiedades metálicas. Además, algunos alótropos del selenio muestran características de un metaloide,[3]​ a pesar de que el selenio suele considerarse un no metal. Aunque el oxígeno es un calcógeno, sus propiedades químicas son diferentes a las de otros calcógenos. Una de las razones es que los calcógenos más pesados tienen orbitales d vacantes. Además, la electronegatividad del oxígeno es mucho mayor que la de los demás calcógenos. Esto hace que la polarizabilidad eléctrica del oxígeno sea varias veces menor que la de los otros calcógenos.[4]

Para el enlace covalente un calcógeno puede aceptar dos electrones según la regla del octeto, dejando dos pares solitarios. Cuando un átomo forma dos enlaces simples, éstos forman un ángulo entre 90° y 120°. En los cationes 1+, como el H
3
O+
, un calcógeno forma tres orbitales moleculares dispuestos en una piramidal trigonal y un par solitario. Los dobles enlaces también son comunes en los compuestos calcogénicos, por ejemplo en los calcogenatos (véase más adelante).

El número de oxidación de los compuestos calcógenos más comunes con metales positivos es -2. Sin embargo, la tendencia de los calcógenos a formar compuestos en el estado -2 disminuye hacia los calcógenos más pesados.[5]​ Se dan otros números de oxidación, como -1 en pirita y peróxido. El mayor número de oxidación formal es +6. Este número de oxidación se encuentra en sulfatos, selenatos, teluratos, polonatos, y sus correspondientes ácidos, como el ácido sulfúrico.

El oxígeno es el elemento más electronegativo, excepto el flúor, y forma compuestos con casi todos los elementos químicos, incluidos algunos de los gases nobles. Suele unirse a muchos metales y metaloides para formar óxidos, como el óxido de hierro, el óxido de titanio y el óxido de silicio. El estado de oxidación más común del oxígeno es -2, y el estado de oxidación -1 también es relativamente común. Con el hidrógeno forma agua y peróxido de hidrógeno. Los compuestos orgánicos de oxígeno son omnipresentes en la química orgánica.

Los estados de oxidación del azufre son -2, +2, +4 y +6. Los análogos de compuestos de oxígeno que contienen azufre suelen tener el prefijo tio. La química del azufre es similar a la del oxígeno en muchos aspectos. Una diferencia es que los dobles enlaces de azufre-azufre son mucho más débiles que los dobles enlaces de oxígeno-oxígeno, pero los enlaces simples de azufre-azufre son más fuertes que los enlaces simples de oxígeno-oxígeno.[6]​ Los compuestos orgánicos de azufre, como los tioless, tienen un fuerte olor específico, y unos pocos son utilizados por algunos organismos.

Los estados de oxidación del selenio son -2, +4 y +6. El selenio, como la mayoría de los calcógenos, se enlaza con el oxígeno. Existen algunos compuestos orgánicos de selenio, como las selenoproteínas. Los estados de oxidación del telurio son -2, +2, +4 y +6. El telurio forma los óxidos monóxido de telurio, dióxido de telurio y trióxido de telurio. Los estados de oxidación del polonio son +2 y +4.

Agua goteando en un vaso, mostrando gotas y burbujas
Agua (H
2
O
) es el compuesto que contiene calcógeno más conocido.

Existen muchos ácidos que contienen anfígenos, incluidos el ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido selénico, y ácido telúrico. Todos los calcogenuros de hidrógeno son tóxicos con excepción del agua.[7][8]​ Los iones de oxígeno a menudo se presentan en forma de iones óxido (O2−
), iones peróxido (O2−
2
), e iones hidróxido (OH
). Los iones azufre por lo general se presentan como sulfidos (S2−
), sulfitos (SO2−
3
), sulfatos (SO2−
4
), y tiosulfatos (S
2
O2−
3
). Los iones selenio por lo general se presentan como selenidos (Se2−
) y selenatos (SeO2−
4
). Los iones teluro a menudo se presentan como teluratos (TeO2−
4
). Las moléculas que contienen metales unidos a anfígenos son comunes en minerales. Por ejemplo, pirita (FeS2) es un mineral de hierro, y el raro mineral calaverita es el ditellurido (Au, Ag)Te2. (Au, Ag)Te2.

Aunque todos los elementos del grupo 16 de la tabla periódica, incluido el oxígeno, pueden definirse como calcógenos, el oxígeno y los óxidos suelen distinguirse de los calcógenos y los calcogenuros. El término "calcogenuro" suele reservarse a los sulfuros, seleniuros y telururos, más que a los óxidos.

Excepto el polonio, todos los calcógenos son bastante similares químicamente entre sí. Al reaccionar con metales electropositivos, todos forman iones X2-..[5]

Los minerales sulfurosos y compuestos análogos producen gases al reaccionar con el oxígeno.[9]

Etimología[editar]

El término «anfígeno» proviene del griego y significa formador de ambos, en relación con que algunos elementos de este grupo intervienen en la formación de ácidos y otros en la de bases.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Sistema Periódico Archivado el 11 de diciembre de 2013 en Wayback Machine.. Dep. Fis. Quim. IES La Magdalena, Aviles, Asturias
  2. Kotz, John C.; Treichel, Paul M.; Townsend, John Raymond (2009). google.com/books?id=jcn6sgt7RpoC&pg=PA65 Chemistry & Chemical Reactivity. Cengage Learning. p. 65. ISBN 978-0-495-38703-9. 
  3. «Tabla Periódica de los Elementos - Metaloides». Gordonengland.co.uk. Consultado el 25 de noviembre de 2013. 
  4. Zakai, Uzma I. (2007). Design, Synthesis, and Evaluation of Chalcogen Interactions. ISBN 978-0-549-34696-8. Consultado el 25 de noviembre de 2013. 
  5. a b «Group VIA: Chalcogens». Chemed.chem.wisc.edu. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2013. Consultado el 25 de noviembre de 2013. 
  6. php#selenium «The Chemistry of Oxygen and Sulfur». Bodner Research Web. Consultado el 25 de noviembre de 2013. 
  7. Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (New edición). New York, NY: Oxford University Press. pp. 375–383, 412–415, 475–481, 511–520, 529–533, 582. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  8. Van Vleet, JF; Boon, GD; Ferrans, VJ (1981). «Tellurium compounds». The Toxicology and Environmental Health Information Program, US National Institutes of Health. Consultado el 25 de noviembre de 2013. 
  9. Hale, Martin (1993). «Mineral deposits and chalcogen gases». Mineralogical Magazine 57 (389): 599-606. Bibcode:1993MinM...57..599H. doi:10.1180/minmag.1993.057.389.04. Consultado el 25 de noviembre de 2013.