6. Hauptgruppe des PSE, Chalkogene

6. Hauptgruppe, Chalkogene

In dieser Gruppe finden sich die Chalkogene. Ihnen fehlen zwei Valenzelektronen für die Edelgaskonfiguration. Chalkogene werden häufig als Erzbildner bezeichnet. Der bekannteste Vertreter $ O $ Sauerstoff wird in vielen Metallgewinnungsverfahren als Reaktionspartner eingesetzt. Zudem halten wir an dieser Stelle fest, dass Sauerstoff das einzige Element in dieser Gruppe ist, das unter normalen Bedingungen im gasförmigem Zustand vorliegt. Die anderen Gruppenelemente sind fest. 

Chalkogene zählen mit Einschränkung zu den Nichtmetallen, obwohl ihr Metallcharakter innerhalb der Gruppe des Periodensystems nach unten hin zunimmt. Sind Sauerstoff und Schwefel zweifelsfrei Nichtmetalle, so besitzen Selen und Tellur gewisse Halbleitereigenschaften, obwohl sie unter chemischen Aspekten wie Nichtmetalle reagieren. Nur das radioaktive Polonium ist ein Metall.

Versuchsvideo: Sauerstoffgetränke Zigarette wird entzündet

Die Zigarette in dem Video wurde vor dem Versuch durch Eintauchen in flüssigen Sauerstoff mit Sauerstoff getränkt. Durch die hohe Menge des Oxidationsmittels Sauerstoff kann die Verbrennung des Tabaks viel schneller und mit höherer Temperatur ablaufen. Dies erkennt man nicht nur an der kurzen Brenndauer, sondern auch an dem hellen, gleißenden Licht bei der Verbrennung.

Versuchsvideo: Singulettsauerstoff

Bei der Reaktion von Chlorgas mit einer alkalischen Wasserstoffperoxidlösung entsteht das Hypochlorit-Anion ClO-. Dieses zerfällt unter Freisetzung von Chlorperoxid $ ClO_3$- und Singulett-Sauerstoff. Der Sauerstoff in diesem Zustand ist nicht stabil und geht nach kürzester Zeit in den stabilen Triplett-Zustand des Sauerstoffs über, wobei er das im Video zu sehende charakteristische Leuchten erzeugt.

Versuchsvideo: Oxidation von Schwefel

Elementarer Schwefel verbrennt in Gegenwart von Luftsauerstoff mit schwach blauer Flamme. Im Rundkolben befindet sich jedoch eine reine Sauerstoffatmosphäre, wodurch die Flamme hell aufleuchtet. Das entstehende Schwefeldioxid $ SO_2$ reagiert mit dem Wasser im Kolben zu schwefliger Säure. Das Absinken des pH-Wert des Wassers wird durch den im Wasser enthaltenen Indikator angezeigt.

Versuchsvideo: Allotropie des Schwefels

Wird fester Schwefel erhitzt, so schmilzt er nicht einfach nur, sondern durchläuft eine Reihe von allotropen Formen (griech. allotropos - auf eine andere Art). Das kann man beispielsweise durch die beim Erhitzen unterschiedlichen Viskositäten des flüssigen Schwefels erkennen. 

Ordnungszahlen, Elektronegativität (nach Pauling) und atomare Masse:

Sauerstoff: 8 | 3,44 | 15,99 (in u)

Schwefel: 16 | 2,58 | 32,06

Selen: 34 | 2,55 | 78,96

Tellur: 52 | 2,1 | 127,60

Polonium: 84 | 2,0 | 209,98

Livermorium: 116 | ? | 293 (?)

Vorab: Bei den nun folgenden Hauptgruppen V, IV und III, verwendet man standardisiert immer das erste Element der Gruppe als Namensgeber für die Gruppe.