Элементы vi группы — халькогены

Групповое название этих элементов — халькогены, — означающее «рождающие руды», обусловлено тем, что основные рудные месторождения — оксидные (железа, титана, алюминия, меди) или сульфидные (железа, меди, полиметаллические).

В основном состоянии атомы халькогенов имеют конфигурацию ns²np⁴ с двумя неспаренными р-электронами. Электроотрицательности элементов VI группы таковы, что с большинством других элементов они образуют халькогениды, в которых находятся в степени окисления -2. Лишь в соединениях с кислородом и галогенами сера, селен, теллур существуют в положительных степенях окисления, почти исключительно четных: +4 и +6, но не +2. Эта степень окисления реализуется лишь в соединениях полония.

Наличие в атомах халькогенов двух неспаренных электронов приводит уже в простых веществах к альтернативной возможности образования либо кратной связи между двумя атомами в молекулах Э₂, либо одинарной связи в цепочечных структурах. В случае кислорода тт_р._р-связи оказываются сравнимы по прочности с о_р._р -связью, и образование кратной связи в молекуле 0₂ дает больший выигрыш в энергии, чем образование цепочечных структур. В случае S, Se и Те, наоборот, энергетически выгодно образование цепей Э_п. Связанные ван-дер-ваальсовыми силами они образуют наиболее устойчивые формы простых веществ.

Для серы наибольший выигрыш в энергии получается при образовании молекулы S₈ (см. рис. 7.6). Участие в образовании связи взаимно перпендикулярных р-орбиталей приводит к появлению валентного угла между связями в цепи, близкого к 90°, и молекула S₈ имеет форму короны.

По мере увеличения главного квантового числа и размеров орбиталей ширина запрещенной зоны между заполненной пр и вакантной.

nd зонами в твердых веществах уменьшается. Кислород и сера — диэлектрики, в кристаллах Se и Те появляются металлический блеск и отчетливо выраженные полупроводниковые свойства, а Ро образует металлическую кристаллическую решетку.

В природе элементы VI группы сосредоточены в рудных месторождениях, где они связаны с металлами. Значительная часть серы находится либо в самородном состоянии, образуя мощные залежи, либо в форме различных сульфатов, в основном это CaS0₄ • 2Н, 0 — гипс и CaS0₄ — ангидрит, а также BaS0₄, SiS0₄, MgS0₄, Na, S0₄.

Селен и теллур встречаются в природе практически исключительно в степени окисления -2 в виде примесей в сульфидных минералах.

Полоний — радиоактивный элемент, который образуется как продукт радиоактивного распада урана и тория. Наиболее долгоживущий изотоп Ро испускает а-частииы с периодом полураспада 138,4 дня, превращаясь в свинец: