Tlenowce

źródło: fuw.uw.edu.pl

Charakter pierwiastków 16 grupy układu okresowego zmienia się w dół grupy. Od tlenu i siarki, które są niemetalami, aż do polonu - metalu. Wszystkie pierwiastki poza tlenem są ciałami stałymi - tlen jest gazem, a duża różnica między jego promieniem atomowym, a promieniami pozostałych tlenowców sprawia, że mocno odbiega właściwościami od pozostałych pierwiastków. Tlenowce odznaczają się większą aktywnością, niż azotowce, przy czym aktywność chemiczna maleje od tlenu do polonu. S, Se, Te i Po bezpośrednio łączą się z tlenem

Występowanie

Tlen to najbardziej rozpowszechniony na Ziemi pierwiastek. Wchodzi w skład skorupy ziemskiej, tworzy również cząsteczkę wody oraz jest składnikiem powietrza (21%). Siarkę można spotkać w stanie wolnym, zaś w przyrodzie występuje w postaci siarkowodoru będącego składnikiem gazu ziemnego, oraz w postaci siarczków i siarczanów. Selen i tellur są w przyrodzie pierwiastkami śladowymi, zaś promieniotwórczy polon jest jednym z produktów rozpadu uranu, dlatego można go znaleźć w jego złożach.

Związki z tlenem i wodorem

Pierwiastek	Związek	Nazwa
O2	H2O	woda, tlenek wodoru, oksydan
	H2O2	nadtlenek wodoru
S	SO2	tlenek siarki(IV), dwutlenek siarki
	SO3	tlenek siarki (VI), trójtlenek siarki
	H2S	siarkowodór, sulfan
Se	SeO2	tlenek selenu(IV), dwutlenek selenu
	SeO3	tlenek selenu(VI), trójtlenek selenu
	H2Se	selenowodór
Te	TeO2	tlenek telluru(IV), dwutlenek telluru
	TeO3	tlenek telluru(VI), trójtlenek telluru
	H2Te	tellurowodór
Po	PoO2	tlenek polonu(IV)
	H2Po	polonowodór

Tlenki

Tlenki pierwiastków 16 grupy są ciałami stałymi - wyjątek stanowią tlenki siarki. SO₂ jest gazem, zaś SO₃ lotną cieczą. Kwasowe właściwości tlenków maleją w dół grupy. SO₂ i SO₃ są kwasowe, zaś tlenki telluru i selenu są słabo kwasowe (tlenki wyższe) lub amfoteryczne (tlenki niższe).

Wodorki

Wodorku tlenu, czyli wody raczej nie trzeba omawiać. Wodne roztwory wodorków pozostałych pierwiastków mają charakter kwasowy, przy czym moc tych kwasów rośnie w dół grupy.

Związki siarki

Siarkowodór to gaz o przykrym zapachu, który słabo rozpuszcza się w wodzie. Jest trujący i należy unikać wdychania jego oparów. Powstaje w bezpośredniej syntezie z pierwiastków, jednak częściej wydziela się go z siarczków. Wodny roztwór siarkowodoru to kwas siarkowodorowy. Jest to słaby kwas, który dysocjuje w wodzie dwustopniowo. \[ Na_{2}S + 2 HCl \rightarrow 2 NaCl + H_{2}S\uparrow \] Dwutlenek siarki powstaje w procesie spalania siarki w powietrzu. Ma drażniący zapach i jest trujący. W połączeniu z wodą daje kwas siarkowy(IV). \[ S + O_{2} \rightarrow SO_{2}\\ SO_{2} + H_{2}O \rightarrow H_{2}SO_{3} \] Ma charakter kwasowy i reaguje z zasadami oraz tlenkami zasadowymi: \[ SO_{2} + 2 NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{3} + H_{2}O\\ SO_{2} + K_{2}O \rightarrow K_{2}SO_{3} \] Trójtlenek siarki powstaje podczas utleniania dwutlenku siarki w obecności katalizatora. Jest bezwodnikiem kwasu siarkowego(VI) i z zasadami i tlenkami zasadowymi reaguje analogicznie do tlenku siarki(IV). \[ 2 SO_{2} + O_{2} \rightarrow 2 SO_{3} SO_{3} + H_{2}O \rightarrow H_{2}SO_{4} \] Kwas siarkowy(IV) jest nietrwały i szybko się rozkłada. To kwas słaby, więc dysocjuje dwustopniowo. Ma właściwości redukujące (zarówno kwas, jak i jego sole). \[ K_{2}Cr_{2}O_{7} + 3 K_{2}SO_{3} + 4 H_{2}SO_{4} \rightarrow Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 4 K_{2}SO_{4} + 4 H_{2}O\\ Cr_{2}O_{7}^{2-} + 3 SO_{3}^{2-} + 8 H^{+} \rightarrow 2 Cr^{3+} + 2 SO_{4}^{2-} + 4 H_{2}O \] Kwas siarkowy(VI) to bezbarwna, oleista ciecz. Jest trwały i silnie higroskopijny. Należy uważać podczas rozcieńczania go, ponieważ podczas mieszania z wodą wydziela bardzo dużo ciepła. Jest kwasem utleniającym, dysocjuje dwustopniowo, jednak przyjmuje się, że w rozcieńczonych roztworach jest praktycznie całkowicie zdysocjowany. \[ C + 2 H_{2}SO_{4} \rightarrow CO_{2} + 2 SO_{2}\uparrow + 2 H_{2}O\\ Cu + 2 H_{2}SO_{4} \rightarrow CuSO_{4} + SO_{2}\uparrow + 2 H_{2}O \]

Otrzymywanie tlenu i siarki

Tlen na skalę przemysłową jest uzyskiwany z powietrza poprzez skraplanie, bądź z elektrolizy wody. Siarka pozyskiwana jest wprost ze złóż, bądź dzięki spalaniu siarkowodoru wydzielonego z gazu ziemnego, na katalizatorze.

Alotropia tlenowców

Wszystkie tlenowce tworzą jakieś odmiany alotropowe. Najbardziej znane są odmiany tlenu, czyli jego cząsteczki dwuatomowe O₂ i trójatomowe O₃ (ozon). Ozon wytwarzany jest w górnych warstwach atmosfery oraz dzięki wyładowaniom elektrycznym podczas burzy - to on odpowiedzialny jest za charakterystyczny "burzowy" zapach.

Siarka tworzy dwa typy sieci krystalicznej - siarkę rombową oraz jednoskośną. Oba typy zawierają ośmioatomowe pierścienie S₈ i jedyna różnica między nimi to sposób ułożenia tych cząsteczek w przestrzeni.