Gruppe 16: die Sauerstoffgruppe (Chalkogene)
Die Gruppe 16 enthält Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur, Polonium und das künstliche Element Livermorium. Jedes Atom hat sechs Außenelektronen, zwei weniger als ein volles Oktett, sodass die leichteren Mitglieder meist zwei Elektronen aufnehmen oder zwei Bindungen bilden. Sauerstoff, das häufigste Element in der Erdkruste, steht an der Spitze der Spalte.
Stellung im Periodensystem
Elemente dieser Gruppe
Sechs Außenelektronen: ns² np⁴
Jede Konfiguration endet auf ns² np⁴, etwa bei Sauerstoff ([He] 2s² 2p⁴) und Schwefel ([Ne] 3s² 3p⁴). Nehmen sie zwei Elektronen auf, entstehen Ionen mit der Ladung 2−, etwa das Oxid-Ion O²⁻ und das Sulfid-Ion S²⁻; teilen sie zwei Elektronen, entstehen Moleküle wie Wasser (H₂O) und Schwefelwasserstoff (H₂S).
Sauerstoff hat fast immer die Oxidationszahl −2, doch Schwefel, Selen und Tellur können auch +4 und +6 erreichen, wie in Schwefeldioxid (SO₂) und Schwefelsäure (H₂SO₄). Polonium, ganz unten, bildet Verbindungen mit +2 und +4.
Trends innerhalb der Gruppe
Die Elektronegativität sinkt von 3,44 bei Sauerstoff, dem nach Fluor zweithöchsten Wert, auf 2,58 bei Schwefel, 2,1 bei Tellur und 2,0 bei Polonium. Sauerstoff ist ein Gas, das bei 54,36 K schmilzt, während Schwefel bei 388,36 K, Selen bei 494 K und Tellur bei 722,66 K schmilzt. Die Dichte steigt von 2,07 g/cm³ bei Schwefel auf 6,24 g/cm³ bei Tellur und 9,196 g/cm³ bei Polonium.
Mit diesen Zahlen ändert sich auch der Charakter der Elemente: Sauerstoff, Schwefel und Selen sind Nichtmetalle, Tellur ist ein Halbmetall, und Polonium ist ein radioaktives Metall.
Wo dir die Gruppe 16 begegnet
Du atmest Sauerstoff, und er macht den größten Teil der Masse des Wassers und fast die Hälfte der Masse der Erdkruste aus. Aus Schwefel wird Schwefelsäure, und er härtet Gummi für Reifen; Schwefelverbindungen verleihen faulen Eiern und Stinktiersekret ihren Geruch. Selen ist ein Spurenelement, das in Paranüssen steckt, und Tellur wird in Dünnschicht-Solarmodulen und wiederbeschreibbaren Discs verwendet.
Erzbildner und ein gefährliches Metall
Der Name Chalkogene bedeutet „Erzbildner“, weil viele Metallerze Oxide oder Sulfide sind. Polonium, 1898 von Marie und Pierre Curie entdeckt und nach Polen benannt, ist stark radioaktiv und extrem giftig. Livermorium (116), benannt nach dem Lawrence Livermore National Laboratory, wurde nur in wenigen Atomen auf einmal hergestellt, daher sind seine Eigenschaften vorhergesagt und nicht gemessen.
Gruppe 16: Eigenschaften in der Gruppe nach unten
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| 8 | Sauerstoff | O | 6 | −2 | 3,44 | 152 | 54,36 K (-218,8 °C) | 1,429 g/L |
| 16 | Schwefel | S | 6 | −2 | 2,58 | 180 | 388,36 K (115,2 °C) | 2,07 g/cm³ |
| 34 | Selen | Se | 6 | −2 | 2,55 | 190 | 494 K (220,9 °C) | 4,81 g/cm³ |
| 52 | Tellur | Te | 6 | −2 | 2,1 | 206 | 722,66 K (449,5 °C) | 6,24 g/cm³ |
| 84 | Polonium | Po | 6 | +2, +4 | 2 | 197 | 527 K (253,9 °C) | 9,196 g/cm³ |
| 116 | Livermorium | Lv | 6 | — | — | — | — | — |