Calcogênios

Os calcogênios são os elementos químicos pertencentes ao grupo 16 da Tabela Periódica. São identificados por possuírem apenas seis elétrons na camada de valência e têm como característica marcante a queda do caráter ametálico com o aumento do número atômico no grupo.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre calcogênios
• 2 - O que são calcogênios?
• 3 - Quais são os calcogênios?
• 4 - Características dos calcogênios
• 5 - Propriedades dos calcogênios
• 6 - Distribuição eletrônica dos calcogênios
• 7 - Aplicação dos calcogênios
• 8 - Calcogênios x halogênios
• 9 - Exercícios resolvidos sobre calcogênios

Resumo sobre calcogênios

• Os calcogênios são os elementos pertencentes ao grupo 16 da Tabela Periódica.
• São os elementos oxigênio (O), enxofre (S), selênio (Se), telúrio (Te) e polônio (Po).
• O caráter ametálico cai ao longo do grupo, sendo o polônio um elemento considerado metálico.
• O oxigênio é o elemento mais distinto quimicamente dos que possuem isótopos estáveis, sendo S, Se e Te mais próximos quimicamente.
• O polônio não possui isótopos estáveis, e a sua manipulação é difícil.
• O livermório foi recém-descoberto, e ainda não há informações robustas sobre suas propriedades.
• Os calcogênios possuem seis elétrons na camada de valência.
• Não devem ser confundidos com os halogênios, os quais são os elementos pertencentes ao grupo 17 da Tabela Periódica.

O que são calcogênios?

Calcogênios é um termo utilizado para designar os elementos químicos do grupo 16 da Tabela Periódica. Seu nome provém do grego e pode ser traduzido como “formador de minério”. Os calcogênios foram trazidos pela primeira vez no ano de 1930, pelo grupo de trabalho do cientista alemão Wilhelm Blitz, do Instituto de Química Inorgânica da Universidade de Hanover, Alemanha.

Quais são os calcogênios?

• Oxigênio (O), número atômico 8.
• Enxofre (S), número atômico 16.
• Selênio (Se), número atômico 34.
• Telúrio (Te), número atômico 52.
• Polônio (Po), número atômico 84.
• Livermório (Lv), número atômico 116.

Características dos calcogênios

A principal característica do grupo dos calcogênios é a queda do caráter ametálico ao longo do grupo. Isso se justifica na característica condutora dos isótopos dos elementos. O oxigênio ocorre naturalmente por meio de dois isótopos naturais: O₂ e O₃, ambos gasosos em temperatura ambiente.

Já o enxofre possui diversos isótopos, sendo que todos são considerados isolantes. Os isótopos estáveis de Se e Te são semicondutores, enquanto é sabido que o polônio é um condutor metálico. O Po é, aliás, o elemento cuja química é menos conhecida, já que não se conhecem isótopos estáveis deste e pelo fato de o ²¹⁰Po, o isótopo mais comum, ser de difícil manipulação.

O oxigênio se destaca no grupo, muito por conta de sua altíssima eletronegatividade (por volta de 3,5), a qual se correlaciona com sua alta energia de ionização e pequeno raio atômico. De fato, os demais calcogênios (enxofre, selênio e telúrio) possuem mais semelhanças entre si do que com o oxigênio.

Essa diferença pode ser explicitada, por exemplo, no campo da Geoquímica. Existem os elementos chamados de calcófilos, que possuem menor afinidade com o oxigênio e acabam se ligando com S, Se e Te. Já os litófilos — em geral metais alcalinos, metais alcalinoterrosos e silício — acabam preferindo se ligar com o oxigênio.

O livermório é um elemento sintético e recém-descoberto, incluído na Tabela Periódica apenas em 2012. Seus isótopos possuem pouco tempo de meia-vida, e, assim, valores de suas propriedades ainda são desconhecidos.

Propriedades dos calcogênios

A tabela a seguir traz propriedades dos elementos do grupo 16|1|.

Percebe-se que os valores para o oxigênio são bem distantes dos demais calcogênios, explicitando a sua diferença em relação aos demais do grupo.

Uma propriedade interessante de alguns calcogênios, mais especificamente S, Se e Te, é o fato de que eles conseguem fazer cadeias ou anéis homoatômicos, tanto na forma molecular quanto na forma iônica.

Distribuição eletrônica dos calcogênios

Todos os calcogênios possuem seis elétrons na camada de valência.

• ₈O: [He] 2s² 2p⁴
• ₁₆S: [Ne] 3s² 3p⁴
• ₃₄Se: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
• ₅₂Te: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴
• ₈₄Po: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴
• ₁₁₆Lv: [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁴

Aplicação dos calcogênios

• Oxigênio: é prioritariamente utilizado como combustível (como para o oxiacetileno ou chamas de hidrogênio), além de ser usado como um suporte para respiração em ambientes específicos e na produção de aço.
• Enxofre: está presente em uma das substâncias químicas mais importantes do planeta Terra, que é o ácido sulfúrico. Os níveis de produção de ácido sulfúrico de uma nação são, inclusive, utilizados como indicador de crescimento e econômico. O enxofre é ainda empregado na confecção de fertilizantes à base de fosfato e outros defensores agrícolas, além de ser utilizado no refino do petróleo.
• Selênio: o selênio amorfo tem a capacidade de converter a luz em eletricidade, por isso esse elemento é usado em células fotoelétricas, fotocopiadoras e detectores de raios-X. Também é utilizado na confecção de vidros, a fim de contrapor a coloração verde causada por impurezas de ferro presentes na sílica do tipo soda-lime. Sua presença em painéis de vidro também diminui a transmissão de calor solar.
• Telúrio:  quase metade do telúrio produzido é empregado como aditivo de aços de baixo teor de carbono, a fim de garantir maior resistência mecânica. Outras aplicações envolvem aplicações tecnológicas, como catalisadores e células celulares, já que o telúrio é um semicondutor.
• Polônio: destaca-se pela sua toxicidade, já que é um dos elementos mais tóxicos de que se tem conhecimento. Porém, é um elemento radioativo, cujos isótopos, dificilmente sintetizados, possuem poucas aplicações no campo prático, sendo restringidos a laboratórios de Química.
• Livermório: elemento sintético recém-descoberto, ainda não possui aplicações práticas conhecidas.

Veja também: Quais são os usos do ácido sulfúrico pela indústria?

Calcogênios x halogênios

Os halogênios se diferem dos calcogênios em alguns pontos específicos. Em primeiro lugar, os halogênios são os elementos químicos pertencentes ao grupo 17 da Tabela Periódica, grupo este iniciado pelo átomo de flúor (F).

Possuem sete elétrons na camada de valência, além de serem mais eletronegativos e possuírem maior afinidade eletrônica se comparados aos calcogênios do mesmo período.

Outra diferença que pode ser elencada é o fato de que todos os halogênios são ametais, e, por isso, seus elementos possuem menor caráter metálico se comparado aos calcogênios de mesmo período.

Exercícios resolvidos sobre calcogênios

Questão 1

Os elementos do grupo 16 são conhecidos como calcogênios. Para que um elemento químico seja considerado um calcogênio, quantos elétrons ele deve possuir na camada de valência?

A) 2

B) 4

C) 6

D) 7

E) 8

Resolução:

Alternativa C

Todos os calcogênios possuem seis elétrons na camada de valência, como é possível perceber, por exemplo, ao se avaliar a distribuição eletrônica do oxigênio (1s² 2s² 2p⁴) e enxofre (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴).

Questão 2

Sobre os calcogênios, responda:

I. O polônio é o calcogênio de maior caráter metálico.

II. O oxigênio tem a menor eletronegatividade entre os calcogênios.

III. Possuem seis elétrons na camada de valência.

IV. O telúrio tem menor eletronegatividade que o enxofre.

Estão corretas as afirmações

A) I, II e IV.

B) I, III e IV.

C) I e III.

D) II, III e IV.

E) II e III.

Resolução:

Alternativa B

I. O polônio é o calcogênio de maior caráter metálico. (Verdadeiro)

O polônio é, inclusive, um elemento metálico.

II. O oxigênio tem a menor eletronegatividade entre os calcogênios. (Falso)

O oxigênio possui a maior eletronegatividade entre os calcogênios e a segunda maior de toda a Tabela Periódica.

III. Possuem seis elétrons na camada de valência. (Verdadeiro)

Os calcogênios são caracterizados por terem seis elétrons de valência.

IV. O telúrio tem menor eletronegatividade que o enxofre. (Verdadeiro)

O telúrio possui menor eletronegatividade que o enxofre, pois seu raio atômico é maior.

Notas

|1| MIESSLER, G. L.; FISCHER, P. J.; TARR, D. A. Química Inorgânica. 5ª ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

 

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química