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Lexikon der Chemie: Sauerstoff-Schwefel-Gruppe

Sauerstoff-Schwefel-Gruppe, VI. Hauptgruppe des Periodensystems mit den Elementen Sauerstoff O, Schwefel S, Selen Se und Tellur Te, den Chalkogenen, sowie Polonium Po. Im physikalischen und chem. Verhalten der Elemente beobachtet man deutliche Abstufungen (Tab.). Die Nichtmetalle Sauerstoff und Schwefel liegen unter Normalbedingungen als O2-Moleküle bzw. S8-Ringe vor. Selen und Tellur sind Halbmetalle. Selen bildet Se8-Ringe oder spiralförmige Ketten, von Tellur ist nur eine aus Te-Ketten aufgebaute Modifikation bekannt. Polonium ist ein radioaktives Metall (Halbwertszeit des langlebigsten natürlichen Isotops 20894Po: 103 Jahre). Die Oxide des Schwefels, Selens und Tellurs sind Säureanhydride. Polonium(IV)-oxid ist amphoter.

Sauerstoff-Schwefel-Gruppe. Tab.: Eigenschaften der Elemente.

O S Se Te Po
Kernladungszahl 8 16 34 52 84
Elektronenkonfiguration [He] 2s2p4 [Ne] 3s2p4 [Ar] 3d10
4s2p4
[Kr] 4d10
5s2p4
[Xe] 4f14
5d106s2p4
Atommasse 15,9994 32,064 78,96 127,60 (209)
Atomradius in pm 73 102 117 135
Elektronegativität 3,50 2,44 2,48 2,01 1,76
Dichte in g cm-3 1,49a) 2,07b) 4,81 6,25 9,196c)
F. in °C -218,4 119,0 217d) 452 252
Kp. in °C -182,962 444,674 684,9 1390 962
a) flüssiges O2 bei -183 °C; b) α-Schwefel; c) α-Polonium; d) β-Selen

Das chem. Verhalten der Elemente der S. wird durch die ihnen gemeinsame Valenzelektronenkonfiguration ns2p4 bestimmt. Während generell durch Aufnahme von zwei Elektronen eine Edelgaskonfiguration unter Bildung der Chalkogenid-Anionen (z. B. Oxid-Ionen O2-, Sulfid-Ionen S2- usw.) erreicht wird und Polonium auch kationisch aufzutreten vermag (Po4+), ist die Chemie dieser Elemente jedoch durch die Ausbildung kovalenter Bindungen charakterisiert. Die Oxidationszahl des Sauerstoffs ist dabei meist -2, nur in Ausnahmefällen -1 (H2O2, Peroxide) oder +1 (O2F2) bzw. +2 (OF2). Die bevorzugte Koordinationszahl ist ebenfalls 2, allerdings kann Sauerstoff auch Derivate der Koordinationszahl 1 (z. B. CO, CO2), 3 (z. B. H3O+, (C2H5)3O+[BF4]-) und seltener 4 (z. B. OBe4(OOCCH3)6) bilden. Schwefel, Selen und Tellur vermögen insbesondere in Kombination mit elektronegativen Elementen unter Oktetterweiterung Derivate beispielsweise mit einer 12-Elektronen-Konfiguration zu bilden (z. B. SF6, SeF6, H2SO4). Wichtige Oxidationszahlen dieser drei Elemente sind -2 (z. B. Sulfide, Selenide, Telluride), +4 (z. B. SO2, SeO2, Sulfite, Selenite, SeCl4, TeCl4) und +6 (z. B. SF6; SeF6, H2SO4, Sulfate, Selenate), wobei die Stabilität der höchsten Oxidationszahl mit steigender Ordnungszahl abnimmt. Damit in Übereinstimmung sind Sulfite Reduktionsmittel, Sulfate weitgehend redoxindifferent und Selenate wie auch Tellurate starke Oxidationsmittel. Hinsichtlich ihrer Koordinationszahlen sind die schwereren Elemente der S. sehr variabel, man kennt Verbindungen mit den Koordinationszahlen 1 bis 6, für Tellur sogar die Koordinationszahl 7 (z. B. [TeF7]-) und 8 (z. B. [TeF8]2-).

Die Elektronegativität nimmt von Sauerstoff zu Tellur deutlich ab. Die hohe Elektronegativität des Sauerstoffs ist die Ursache intensiver Wasserstoffbrückenbindungen und dadurch bewirkter Assoziationen OH-Gruppen enthaltender Verbindungen.

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