Chalcogènes

Définition des chalcogènes

Chalcogène (formant du minerai) est dérivé du mot grec khalkόs (χαλκός) (signifiant minerai) et du mot latin genēs signifiant né.

Les chalcogènes dans le tableau périodique

Les chalcogènes constituent la 16e colonne du tableau périodique, comme indiqué ci-dessous :

Figure 1 : Le tableau périodique.

Les chalcogènes sont aussi parfois appelés groupe 6A (VIA), car ils constituent la 6e colonne du tableau périodique si l'on exclut les métaux de transition

Liste des chalcogènes

Maintenant que nous savons où ils se trouvent, faisons connaissance avec nos personnages !

• Oxygène (O)-Élément 8.
• Soufre (S) - Élément 16.
• Sélénium (Se) - Élément 34.
• Tellure (Te) - Élément 52.
• Polonium (Po) - Élément 84.

Un autre chalcogène figure sur la liste, il s'agit du livermorium (Lv). Le livermorium est un élément fabriqué par l'homme dont nous ne connaissons pas beaucoup les propriétés, car seuls quelques atomes ont été synthétisés. Cependant, on prévoit qu'il s'agit d'un chalcogène. Étant donné qu'il n'est pas classé dans la plupart des catégories, nous l'ignorerons lors de la description de ce groupe.

Propriétés des chalcogènes

Les chalcogènes présentent quelques variations. L'oxygène, le soufre et le sélénium sont tous des non-métaux. Le tellure est un métalloïde (il possède à la fois des propriétés des métaux et des non-métaux), tandis que le polonium est un métal très radioactif.

Par exemple, l'oxygène est un gaz incolore (à température ambiante), tandis que le tellure est un solide argenté à l'éclat métallique, illustré ci-dessous :

Figure 2 : Tellirium.

C'est pourquoi leurs propriétés varient également, comme nous le verrons dans les sections suivantes.

Propriétés physiques

L'oxygène est un gaz, tandis que les autres chalcogènes sont des solides. Les solides stables (c'est-à-dire tous sauf le polonium) sont mous et mauvais conducteurs.

Lorsque nous examinons les propriétés physiques des groupes, nous regardons souvent les tendances. Voyons donc comment certaines propriétés changent au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.

Point de fusion et d'ébullition

• Augmente au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.
• Exception : Le polonium a un point de fusion/ébullition plus élevé que le tellure.

Électronégativité (tendance des atomes à gagner des électrons)

• Diminue au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.

Rayon atomique (distance entre le noyau et le(s) électron(s) le(s) plus externe(s)).

• Augmente au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.
• Comme les éléments inférieurs ont plus d'électrons, leur rayon est plus grand.

Énergie d'ionisation (énergie nécessaire pour enlever un électron)

• Diminue au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.
• Comme les éléments inférieurs ont plus d'électrons, ils sont plus faciles à enlever car la "traction" du noyau est plus faible.

Propriétés chimiques

Tout d'abord, tous les chalcogènes ont le même nombre d'électrons de Valence, à savoir 6, ce qui explique leur comportement similaire

Dans ce cas, cela signifie que les chalcogènes gagnent normalement 2 électrons, ils ont donc un ensemble complet de 8 électrons (appelé un octet)Voici les autres états d'oxydation courants des chalcogènes : -Oxygène : -2 et -1. -Soufre : -2, +2, +4 et +6. -Sélénium : -2, +4 et +6. -Tellurium : -2, +2, +4 et +6. -Polonium : -2, +2, +4 et +6.

Comme tu peux le constater, l'oxygène ne peut que gagner des électrons, alors que les éléments plus lourds peuvent en perdre. Cela s'explique par le fait que les éléments plus lourds sont plus grands et que le noyau exerce une "traction" plus faible sur les électrons les plus éloignés, ce qui les rend plus faciles à perdre/enlever.

Réactions des chalcogènes

Les chalcogènes ont tendance à former certains types de composés. Ces composés sont appelés chalcogénures.

Décortiquons quelques-unes des réactions/composés les plus courants.

Oxydes

Les chalcogènes ont tendance à réagir avec l'oxygène pour former des composés appelés oxydes. L'oxygène lui-même est diatomique, ce qui signifie qu'il se présente dans la nature sous la forme de _O2.

En fonction des états d'oxydation possibles de chaque élément, il peut se former un monoxyde (état +2), un dioxyde (état +4) ou un trioxyde (état +6).

Composés organiques

L'oxygène se trouve dans différentes classes de composés organiques, comme les alcools ou les esters. Le soufre, le sélénium et le tellure peuvent remplacer l'oxygène dans ces types de composés pour former leurs propres classes.

Voici quelques exemples :

• Alcools R-OH (où R est un groupe auquel est attaché un atome de carbone ou d'hydrogène)
  • Thiols (R-SH)
  • Sélénols (R-SeH)
  • Tellurols (R-TeH)
• Éthers R-O-R
  • Thioéther (R-S-R)
  • Sélénoéther (R-Se-R)
  • Telluroéther (R-Te-R)
• Cétones_R2C=O
  • Thiocétones (_R2C=S)
  • Sélénocétones (_R2C=Se)
  • Tellurocétones (_R2C=Te)

Métaux

Il existe une pléthore de chalcogénures métalliques. Les chalcogènes peuvent réagir avec les métaux alcalins (groupe 1), les métaux alcalino-terreux (groupe 2) et les métaux de transition (groupes 3 à 12).

Groupe 15 (pnictogènes)

Les chalcogènes forment aussi couramment des composés avec les éléments du groupe 15 (principalement le phosphore (P)). Ces composés de phosphore sont utilisés depuis des siècles dans diverses applications, comme les insecticides et les allumettes.

Au total, 130 000 composés phosphore-soufre, 6 000 phosphore-sélénium et 350 phosphore-tellure ont été découverts.

Les chalcogènes peuvent également se lier à d'autres pnictogènes, tels que le bismuth (Bi) et l'antimoine (Sb).

Hydrures

Tous les chalcogènes peuvent réagir avec l'hydrogène pour former des hydrures (composés d'hydrogène). La formule générale de ces composés est _EH2, où "E" est un chalcogène.

Cependant, l'hydrure de tellure (_TeH2) et l'hydrure de polonium (_PoH2) sont très volatiles et instables.

Chalcogènes et halogènes

Les chalcogènes forment aussi couramment des composés avec leur groupe voisin, les halogènes (groupe 17). Ces composés sont connus sous le nom de chalcohalogénures ou d'halogénures chalcogènes.

De nombreux halogénures chalcogènes simples sont des réactifs couramment utilisés.

Le soufre a tendance à former des composés avec un grand nombre d'halogènes, tels que :

• le tétrafluorure de soufre (_SF4)
• Hexafluorure de soufre (_SF6)