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Chalkogene

Gruppenübersicht

Die Elemente

Abb.1
Schwefel, Selen, Tellur

Zu den Chalkogenen gehören die Elemente der 16. Gruppe bzw. VI. Hauptgruppe:

  • Sauerstoff,
  • Schwefel,
  • Selen,
  • Tellur,
  • Polonium,
  • sowie das künstliche Ununhexium.

Der Sauerstoff nimmt unter den Chalkogenen eine Sonderstellung ein.

Die Elemente der Chalkogene sind Nicht-, Halb- und Metalle. Der Nichtmetallcharakter nimmt vom Sauerstoff zum Polonium ab. Sauerstoff und Schwefel sind typische Nichtmetalle. Von Selen und Tellur existieren verschiedene Modifikationen, die teilweise Nichtmetall- und teilweise Halbmetalleigenschaften besitzen. Polonium ist ein typisches Metall, es ist radioaktiv.

Der Gruppenname

Der Gruppenname leitet sich aus dem Verhalten einer wichtigen Verbindungsgruppe dieser Metalle, den Erze ab. Chalkogene griechisch: Erz, daher bedeutet der Name Erzbildner.

Elektronenkonfiguration

Die Elemente der VI. Hauptgruppe besitzen alle eine s2p4 Elektronenkonfiguration. Es fehlen also jeweils 2 Elektronen zur Erzielung der jeweiligen Edelgaskonfiguration. Somit können alle Elemente zwei kovalente Bindungen bilden.

Bindigkeit

In ihren Verbindungen mit elektropositiven Elementen besitzen die Chalkogene die Oxidationsstufe -2, wobeid die Elektronegativiät vom Sauerstoff zum Polonium abnimmt. Gegenüber elektronegativen Elementen besitzen die Chalkogene mit Ausnahme des nur zweiwertigen Sauerstoffs Oxidationszahlen von +2, +4 und +6. Durch Nutzung der d-Orbitale bzw. durch intramolekulare Ladungsverschiebung, können Schwefel, Selen und Tellur statt zwei auch weitere kovalente Bindungen ausbilden und so in Verbindungen Oxidationsstufen von +4 und +6 erreichen. Die Beständigkeit der Oxidationszahl +6 nimmt vom Schwefel zum Tellur aufgrund der steigenden Atommasse ab.

Bei Verbindungen mit elektropositiven Elementen steigt die Beständigkeit der Verbindung von Polonium zum Sauerstoff. Bei Verbindungen mit elektronegativen Reaktionspartnern wie beispielsweise den Halogen steigt die Beständigkeit vom Sauerstoff zum Polonium.

Physikalische Eigenschaften

Wie in vielen anderen Hauptgruppen unterscheidet sich das erste Element, der Sauerstoff, deutlich von den anderen Elementen der Gruppe. Sauerstoff ist mit der zweithöchsten Elektronegativität aller Elemente deutlich elektronegativer als die restlichen Elemente in der Gruppe.

Vorkommen und Gewinnung

Sauerstoff kommt in der Luft, im Wasser und in der Erdkruste vor. In der Luft ist es mit 21 % Volumenanteil enthalten, in der Erdkruste ist es mit 46,6 % das häufigste Element.

Die Darstellung von Sauerstoff erfolgt hauptsächlich über fraktionierte Destillation verflüssigter Luft (Linde-Verfahren).

Schwefel liegt weit verbreitet elementar in Lagerstätten vor, aus denen er mit dem Frasch-Verfahren gewonnen wird. Gebunden tritt Schwefel in vielen Mineralien auf.

Auch Selen und Tellur kommen in den Erdschichten vor. Sie werden als Nebenproduckt bei der Kupfer-Gewinnung gewonnen. Beide Elemente sind im Anodenschlamm als wasserunlösliches Cu2Se, Ag2Se, Au2Se bzw. analoge Telluride bei der elektrolytischen Kupferraffination enthalten.

Die Isolierung von Polonium ist sehr aufwändig. Deshalb wird die Gewinnung heute durch Neutronenbeschuss von Bismut im Kernreaktor vollzogen.

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