Calcógeno, Propiedades, Historia, Aparición, Producción, Aplicaciones, Papel biológico, Toxicidad

Los calcógenos son los elementos químicos en el grupo 16 de la tabla periódica. Este grupo es también conocido como la familia o el grupo de oxígeno 16, y por los estilos antiguos: VIA y VIB. Se compone de los elementos oxígeno, azufre, selenio, telurio, y el elemento radioactivo polonio. El livermorium elemento sintético se prevé que sea un calcógeno así. La palabra calcógeno viene de la palabra griega chalkos, que significa "de bronce" o "mineral", y la palabra genes, que significa "nacido". El azufre se conoce desde la antigüedad, y el oxígeno fue reconocido como un elemento en el siglo 18. El selenio, telurio y polonio fueron descubiertos en el siglo 19, y livermorium en 2000.

Todos los calcógenos son dos electrones cortos de una cáscara externa completa. Sus estados de oxidación más comunes son -2, 2, 4 y 6 - Tienen relativamente baja radios atómicos, especialmente los más ligeros. Calcógenos ligeros se suelen tóxico en su forma elemental, y con frecuencia son fundamentales para la vida, mientras que los más pesados calcógenos suelen tóxico. Estos elementos electronegativos forman compuestos insolubles en agua que se producen en los minerales que contienen metales.

El oxígeno se extrae generalmente de aire, y azufre de petróleo y gas natural; selenio y telurio se producen como subproductos de refinado de cobre. Polonio y livermorium sólo están disponibles en los aceleradores de partículas. El uso primario de oxígeno elemental es en la fabricación de acero. El azufre se convierte principalmente en ácido sulfúrico, que se utiliza en gran medida en la industria química. Aplicación más común de selenio es de fabricación de vidrio. Compuestos de telurio se utilizan sobre todo en los discos ópticos, dispositivos electrónicos, y las células solares. Muchas de las aplicaciones de polonio son debido a su radiactividad.

Propiedades

Atómica y física

Calcógenos muestran patrones similares en su configuración electrónica, especialmente las capas exteriores, donde todos ellos tienen el mismo número de electrones de valencia, dando lugar a tendencias similares en el comportamiento químico:

Todos calcógenos tienen seis electrones de valencia. La mayoría de los calcógenos sólidos son suaves y no conduce bien el calor. Electronegatividad disminuye hacia los calcógenos con números atómicos mayores. Densidad, puntos de fusión y de ebullición, y radios atómicos e iónicos tienden a aumentar hacia los calcógenos con números atómicos mayores. Los calcógenos tienen diferentes estructuras cristalinas. Estructura cristalina de oxígeno es monoclínico, es azufre es ortorrómbica, selenio y teluro tener la estructura cristalina hexagonal, mientras que el polonio tiene una estructura cristalina cúbica.

Isótopos

Fuera de los seis calcógenos conocidos, uno tiene un número atómico igual a un número mágico nuclear, lo que significa que sus núcleos atómicos tienden a tener una mayor estabilidad hacia la desintegración radiactiva. El oxígeno tiene tres isótopos estables, y 14 las inestables. El azufre tiene cuatro isótopos estables, 20 los radiactivos, y uno de los isómeros. El selenio tiene seis isótopos estables observacional o casi estable, 26 isótopos radiactivos, y 9 isómeros. Telurio tiene ocho isótopos estables o casi estables, 31 las inestables y 17 isómeros. Polonio tiene 42 isótopos, ninguno de los cuales son estables. Tiene un adicional de 28 isómeros. Además de los isótopos estables, algunos isótopos radiactivos calcógeno se producen en la naturaleza, ya sea porque son productos de desintegración, tales como 210Po, debido a que son primordiales, tales como 82Se, porque de espalación de rayos cósmicos, o a través de la fisión nuclear del uranio.

Entre los calcógenos más ligeros, la mayoría de los isótopos de neutrones de hambre sufren emisión de protones, los neutrones moderadamente isótopos de hambre sufren de captura de electrones o decadencia, los isótopos ricos en neutrones moderadamente sufren - la decadencia y la mayoría de los isótopos ricos en neutrones sufren emisión de neutrones. Los calcógenos medias tienen tendencias de descomposición similares a los de los calcógenos más ligeros, pero sus isótopos no se someten a las emisiones de protón y algunos de los isótopos de la mayoría de los neutrones de hambre de telurio se someten a la desintegración alfa. Isótopos de polonio tienden a decaer con desintegración alfa o beta. Los isótopos con espines nucleares son más comunes entre los calcógenos selenio y telurio de lo que son con azufre.

Químico

Oxígeno, azufre, y el selenio son los elementos no metálicos, y el telurio es un metaloide, lo que significa que sus propiedades químicas están entre las de un metal y los de un no metal. Poco se sabe acerca de las propiedades de polonio, pero puede ser un metal. Sin embargo, algunas fuentes, tales como bloques de construcción el libro de la naturaleza de John Emsley, consulte el polonio como un metaloide. A pesar de que el oxígeno es un calcógeno, sus propiedades químicas son diferentes de los de otras calcógenos. Una razón para esto es que los calcógenos más pesados tienen orbitales d vacíos. Electronegatividad del oxígeno también es mucho más alto que los de los otros calcógenos. Esto hace de oxígeno polarizabilidad eléctrica varias veces inferiores a los de los otros calcógenos.

El número de oxidación de los compuestos de calcógeno más comunes es -2 - Sin embargo la tenencia a para calcógenos para formar compuestos en el estado -2 disminuye hacia los calcógenos más pesados. Otros números de oxidación, tales como -1 en la pirita y el peróxido, se producen. El mayor número de oxidación formal 6. Este número de oxidación se encuentra en sulfatos, selenatos, teluratos, polonates, y sus ácidos correspondientes, por ejemplo ácido assulfuric.

Hay muchos ácidos que contienen calcógenos, incluyendo el ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido selénico, y ácido telúrico. Todos los calcogenuros de hidrógeno son tóxicos, excepto para el agua. Los iones de oxígeno a menudo vienen en forma de iones óxido, iones peróxido, y los iones hidróxido. Iones de azufre generalmente vienen en forma de sulfuros, sulfitos, sulfatos y tiosulfatos. Iones de selenio por lo general vienen en forma de seleniuros y selenatos. Iones telurio menudo vienen en forma de teluratos. Las moléculas que contienen un metal unido a calcógenos son comunes como minerales. Por ejemplo, la pirita es un mineral de hierro, y el calaverite mineral raro es el ditelluride Te2.

El oxígeno es el elemento más electronegativo a excepción de flúor, y forma compuestos con casi la totalidad de los elementos químicos, incluyendo algunos de los gases nobles. Es comúnmente bonos con muchos metales y metaloides para formar óxidos, incluyendo óxido de hierro, óxido de titanio, y óxido de silicio. Estado de oxidación más común del oxígeno es -2, y el estado de oxidación -1 también es relativamente común. Con el hidrógeno se forma agua y peróxido de hidrógeno. Los compuestos orgánicos de oxígeno son omnipresentes en la química orgánica.

Estados de oxidación del azufre son -2, 2, 4, y 6 - análogos que contienen azufre de compuestos oxigenados a menudo tienen el prefijo tio-. La química de azufre es similar a la del oxígeno, de muchas maneras. Una diferencia es que los dobles enlaces de azufre son mucho más débiles que los enlaces dobles de oxígeno, pero los enlaces simples de azufre son más fuertes que los enlaces simples de oxígeno. Compuestos orgánicos de azufre tales como tioles tienen un fuerte olor específico, y algunos son utilizados por algunos organismos.

Estados de oxidación del selenio son -2, 4, y 6 - Selenio, como la mayoría de calcógenos, enlaces con el oxígeno. Hay algunos compuestos orgánicos de selenio, tales como selenoproteínas. Estados de oxidación de telurio son -2, 2, 4, y 6. Telurio forma los óxidos de teluro monóxido de carbono, dióxido de teluro, trióxido de teluro y. Estados de oxidación del polonio son 2 y 4.

Aunque todos los elementos del grupo 16 de la tabla periódica, incluyendo el oxígeno, se pueden definir como calcógenos, oxígeno y óxidos se distinguen de calcógenos y calcogenuros. El término calcogenuro está reservado más comúnmente para sulfuros, seleniuros y telururos, en lugar de los óxidos. Compuestos binarios de los calcógenos se llaman calcogenuros.

A excepción de polonio, los calcógenos son todos bastante similares entre sí químicamente. Todos ellos forman X-2 iones cuando reaccionan con metales electropositivos. A excepción de oxígeno la mayoría de los calcógenos tienen estados de oxidación comunes de 6, 4, y -2.

 Compuestos

Todos los calcógenos forman hidruros. En algunos casos, esto se produce con calcógenos unión con dos átomos de hidrógeno. Sin embargo hidruro de telurio y polonio hidruro son tanto volátil y altamente lábil. También, el oxígeno se puede unir al hidrógeno en una proporción de 1:1 como en peróxido de hidrógeno, pero este compuesto es inestable.

Compuestos calcógeno forman un número de interchalcogens. Por ejemplo, el azufre forma el dióxido de azufre y trióxido de azufre tóxico.

Desde 1990, se han detectado una serie de boruros con calcógenos unidos a ellos. Los calcógenos en estos compuestos son en su mayoría de azufre, aunque algunos contienen selenio en su lugar. Uno de tales boruro calcógeno se compone de dos moléculas de sulfuro de dimetilo unido a una molécula de boro-hidrógeno. Otros compuestos de boro-calcógeno importantes incluyen sistemas macropolyhedral. Tales compuestos tienden a aparecer con azufre como el calcógeno. También hay boruros calcógeno con dos, tres, o cuatro calcógenos. Muchos de ellos contienen azufre, pero algunos, como Na2B2Se7.

Alcoholes, fenoles y otros compuestos similares contienen calcógenos. Normalmente contienen oxígeno. Sin embargo, en tioles, selenoles y tellurols; azufre, selenio, teluro y puede reemplazar el oxígeno en estos compuestos. Los tioles son más bien conocidos de selenoles o tellurols. Los tioles son los chalcogenols más estables y tellurols son los menos estables, siendo inestable en el calor o la luz. Otros compuestos orgánicos calcógeno incluyen tioéteres, selenoéteres y telluroethers. Algunos de éstos, tales como sulfuro de dimetilo, sulfuro de dietilo, sulfuro de dipropilo y están disponibles comercialmente. Selenoéteres están en la forma de R2Se o RSeR. Telluroethers tales como dimetil teluro se preparan típicamente en la misma forma que tioéteres y selenoéteres. Compuestos calcógeno orgánicos, compuestos de azufre, especialmente orgánicos, tienen la tendencia a oler desagradable. Dimetil teluro también olores desagradables. También hay tiocetonas, selenoketones, y telluroketones. De estos, tiocetonas son los más estudiados, con un 80% de los documentos chalcogenoketones siendo de ellos. Selenoketones constituyen el 16% de esos documentos y telluroketones representan el 4% de ellos. Tiocetonas tienen bien estudiado las propiedades eléctricas y photophysic no lineales. Selenoketones son menos estables que tiocetonas y telluroketones son menos estables que selenoketones. Telluroketones tienen el nivel más alto de la polaridad de chalcogenoketones.

Calcógenos Elemental reaccionan con ciertos compuestos lantánidos para formar grupos de lantánidos ricos en calcógenos. También existen compuestos chalcogenol uranio. También hay chalcogenols de metales de transición que tienen potencial de servir como catalizadores y estabilizar las nanopartículas.

Calcógenos forman enlaces simples y dobles enlaces con otros elementos del grupo del carbono que el carbón, como el silicio, germanio y estaño. Tales compuestos típicamente se forman a partir de una reacción de haluros de grupo de carbono y sales chalcogenol o bases chalcogenol. Los compuestos cíclicos con calcógenos, elementos del grupo de carbono, y los átomos de boro existen, y se producen a partir de la reacción de dichalcogenates boro y haluros de metales del grupo del carbono. Los compuestos en la para de ME, donde M es silicio, germanio o estaño, y E es azufre, selenio o teluro se han descubierto. Estos se forman cuando los hidruros de carbono del grupo reaccionan o cuando las versiones más pesadas de carbenos reaccionan. El azufre y telurio puede enlazar con compuestos orgánicos que contienen silicio y fósforo.

Los compuestos con enlaces calcógeno-fósforo se han explorado por más de 200 años. Estos compuestos incluyen calcogenuros de fósforo poco sofisticados, así como grandes moléculas con funciones biológicas y compuestos de fósforo-calcógeno con agrupaciones de metales. Estos compuestos tienen numerosas aplicaciones, incluyendo la huelga-en cualquier lugar partidos y puntos cuánticos. Un total de 130.000 compuestos de fósforo-azufre, 6.000 compuestos de fósforo, selenio y 350 compuestos de fósforo-telurio. La disminución en el número de compuestos calcógeno-fósforo más abajo en la tabla periódica se debe a la disminución de resistencia de la unión. Tales compuestos tienden al menos un átomo de fósforo en el centro, rodeado por cuatro calcógenos y cadenas laterales. Sin embargo, algunos compuestos de fósforo-calcógeno también contienen hidrógeno o nitrógeno. Seleniuros fósforo son generalmente más difíciles de manejar que los sulfuros de fósforo y compuestos en el de PxTey no han sido descubiertos. Calcógenos también vincularse con otros pnictogens, como el arsénico, antimonio y bismuto. Más pesados pnictides calcógeno tienden a formar polímeros en forma de cinta en lugar de moléculas individuales. Las fórmulas químicas de estos compuestos incluyen Bi2S3 y Sb2Se3. También son conocidos pnictides calcógeno ternarios. Ejemplos de estos incluyen P4O6Se y P3SbS3. También existen sales que contienen calcógenos y pnictogens. Casi todas las sales pnictide calcógeno están típicamente en la forma de 3 -, en donde E es un calcógeno. Fosfinas terciarias pueden reaccionar con calcógenos para formar compuestos en forma de R3PE, donde E es un calcógeno. Cuando E es azufre, estos compuestos son relativamente estables, pero son menos por lo que cuando E es el selenio o teluro. Del mismo modo, fosfinas secundarias pueden reaccionar con calcógenos para formar calcogenuros fosfina secundarios. Sin embargo, estos compuestos están en un estado de equilibrio con ácido chalcogenophosphinous. Chaclgoenides fosfina secundarios son ácidos débiles.

 Elementos chalcophile Ver también: chalcophile Goldschmidt y clasificación

Chalcophile elementos son los que permanecen en o cerca de la superficie, ya que combinan fácilmente con otros calcógenos que el oxígeno, formando compuestos que no se hunden en el núcleo. En la clasificación Goldschmidt de elementos, los elementos chalcophile incluyen los calcógenos sí mismos, ya que se combinan entre sí, así como Ag, As, Bi, Cd, Cu, Ga, Ge, Hg, In, Pb, Po, S, Sb , Se, Sn, Te, Tl, y Zn. Elementos chalcophile en este contexto son los metales y no metales más pesados que tienen una baja afinidad por el oxígeno y prefieren enlace con el azufre calcógeno más pesados en forma de sulfuros. Debido a minerales de sulfuro son mucho más denso que los minerales de silicato formados por elementos litofilos, elementos chalcophile separados por debajo de los litófilos en el momento de la primera cristalización de la corteza terrestre. Esto ha dado lugar a su agotamiento en la corteza de la Tierra con respecto a sus abundancias solares, aunque esta disminución no ha alcanzado los niveles que se encuentran con elementos siderófilos.

Alótropos

Alótropo más común de oxígeno es oxígeno diatómico, o O2, una molécula paramagnética reactivo que es ubicua para los organismos aeróbicos y tiene un color azul en su estado líquido. Otra forma alotrópica es O3 u ozono, que es de tres átomos de oxígeno unidos entre sí en una formación doblada. También hay una forma alotrópica llamada Tetraoxygen o O4, y seis alótropos de oxígeno sólido como "oxígeno rojo", que tiene la fórmula O8.

El azufre tiene más de 20 alótropos conocidos, que es más que cualquier otro elemento, excepto de carbono. Los alótropos más comunes son en forma de anillos de ocho átomos, pero se conocen otros alótropos moleculares que contienen tan pocos como dos átomos o tantos como 20. Otros alótropos de azufre notables incluyen azufre rómbico y el azufre monoclínico. Azufre rómbico es la más estable de las dos alótropos. Azufre monoclínico toma la forma de agujas largas y se forma cuando el azufre líquido se enfría a ligeramente por debajo de su punto de fusión. Los átomos de azufre líquido son generalmente en forma de cadenas largas, pero por encima de 190 grados centígrados, las cadenas comienzan a descomponerse. Si azufre líquido por encima de 190 grados Celsius se congela muy rápidamente, el azufre resultante es amorfo o azufre "plástico". Azufre gaseoso es una mezcla de diatómico azufre y anillos 8-átomo.

El selenio tiene al menos cinco alótropos conocidos. La forma alotrópica gris, comúnmente conocida como la forma alotrópica "metálico", a pesar de no ser un metal, es estable y tiene una estructura cristalina hexagonal. La forma alotrópica gris de selenio es suave, con una dureza de Mohs de 2, y quebradizo. Los otros cuatro alótropos de selenio son metaestables. Estos incluyen dos alótropos rojos monoclínicos y dos alótropos amorfos, uno de los cuales es de color rojo y uno de los cuales es de color negro. La forma alotrópica roja se convierte en la forma alotrópica rojo en presencia de calor. La forma alotrópica gris de selenio está hecho de espirales en átomos de selenio, mientras que uno de los alótropos rojo está hecha de pilas de anillos de selenio.

Telurio no se sabe que tienen alótropos, a pesar de su forma típica es hexagonal. El polonio tiene dos alótropos, que son conocidos como polonio-y-polonio. un-polonio tiene una estructura cristalina cúbica y convierte la romboédrica-polonio a 36 grados Celsius.

Historia

Los primeros descubrimientos

El azufre se conoce en la historia antigua y se menciona en la Biblia 15 veces. El azufre se sabe que los antiguos griegos y comúnmente extraído por los antiguos romanos. El azufre también fue utilizado históricamente como un componente de fuego griego. En la Edad Media, el azufre era una parte clave de los experimentos alquímicos. En los años 1700 y 1800, los científicos Joseph Louis Gay-Lussac y Louis-Jacques Thnard azufre demostraron ser un elemento químico.

Los primeros intentos para descubrir el oxígeno del aire se vieron obstaculizadas por el hecho de que se pensaba de aire como un único elemento hasta los siglos 17a y 18a. Robert Hooke, Mikhail Lomonosov, Ole Borch y Pierre Bayden toda creado correctamente el oxígeno, pero no se dieron cuenta en ese momento. El oxígeno fue descubierto por Joseph Priestley en 1774 cuando se enfocó la luz del sol en una muestra de óxido de mercurio y se recoge el gas resultante. Carl Wilhelm Scheele había creado también el oxígeno en el año 1771 por el mismo método, pero Scheele no publicar sus resultados hasta 1777.

Telurio fue descubierto en 1783 por Franz Joseph Müller von Reichenstein. Descubrió teluro en una muestra de lo que hoy se conoce como calaverite. Müller asume en un primer momento que la muestra era de antimonio puro, pero las pruebas que corrió en la muestra no estaba de acuerdo con esto. Muller se supuso que la muestra fue de sulfuro de bismuto, pero las pruebas confirmaron que la muestra no era eso. Desde hace algunos años, Muller ponderó el problema. Con el tiempo se dio cuenta de que la muestra era de oro unida a un elemento desconocido. En 1796, Müller envió parte de la muestra que el químico alemán Martin Klaproth, que purifica el elemento sin descubrir. Klaproth decidió llamar el elemento teluro después de la palabra latina para la tierra.

El selenio fue descubierto en 1817 por Jns Jacob Berzelius. Berzelius descubrió un sedimento de color marrón rojizo en una planta de fabricación de ácido sulfúrico. Se pensó que la muestra contiene arsénico. Berzelius inicialmente se pensó que el sedimento contenía telurio, pero se dio cuenta de que la muestra también contenía un nuevo elemento, que él nombró selenio después de la palabra griega que significa luna.

Tabla periódica colocando

Tres de los calcógenos eran parte del descubrimiento de la periodicidad, ya que se encuentran entre una serie de tríadas de elementos en el mismo grupo que se observó por Johann Wolfgang Dbereiner que tienen propiedades similares. Alrededor de 1865 John Newlands produjeron una serie de documentos donde se enumeran los elementos en orden creciente de pesos atómicos y las propiedades físicas y químicas similares que se repiten a intervalos de ocho, que él comparó dicha periodicidad a las octavas de la música. Su versión incluye un "grupo B" que consiste en oxígeno, azufre, selenio, telurio, y el osmio.

Después de 1869, Dmitri Mendeleev propuso su tabla periódica poner oxígeno en la parte superior del "grupo VI" por encima de azufre, selenio y teluro. Cromo, molibdeno, tungsteno y uranio a veces se incluyen en este grupo, pero más tarde se reorganizan formando parte del grupo VIB, el uranio más tarde se trasladó a la serie de los actínidos. El oxígeno, junto con azufre, selenio, telurio, y más tarde polonio se agrupan en el grupo VIA, hasta que el nombre del grupo se cambió al grupo 16 en 1988.

Descubrimientos modernos

En el siglo 19, Marie Curie y Pierre Curie descubrieron que una muestra de pechblenda emitía cuatro veces más radiactividad que podría explicarse por la presencia de uranio solo. Los Curie se reunieron varias toneladas de pechblenda y perfeccionado durante varios meses hasta que tuvieron una muestra pura del polonio. El descubrimiento tuvo lugar oficialmente en 1898 - Antes de la invención de los aceleradores de partículas, la única manera de crear polonio era para extraerlo lo largo de varios meses a partir de mineral de uranio.

El primer intento de crear livermorium era 1976-1977 en el LBNL, que bombardeó el curio-248 con el calcio-48, pero no tuvieron éxito. Después de varios intentos fallidos en 1977, 1998 y 1999 por grupos de investigación de Rusia, Alemania y los EE.UU., livermorium sido creado con éxito en 2000 en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear bombardeando curio-248 átomos de calcio 48 átomos. El elemento se conoce como ununhexium hasta que fue nombrado oficialmente livermorium en 2012.

Etimología

En el siglo 19, Jons Jacob Berzelius sugirió llamar a los elementos del grupo 16 "amphigens". El nombre calcógeno proviene de las palabras griegas? A , Y ¿e ?. Fue utilizado por primera vez en 1932 por el grupo de Wilhelm Biltz en la Universidad de Hanover, en el que fue propuesto por Werner Fischer. La palabra "calcógeno" ganó popularidad en Alemania durante la década de 1930 debido a que el término era análogo a "halógeno". Aunque el significado literal de las palabras griegas que significan que calcógeno significa "cobre antiguo", esto es engañoso porque los calcógenos tienen nada que ver con el cobre en particular. "Ore-ex" se ha sugerido como una mejor traducción, ya que la gran mayoría de los minerales metálicos son calcogenuros y la palabra? A en griego antiguo se asoció con metales y rocas que contienen metales en general; cobre y su aleación de bronce, fue uno de los primeros metales en ser utilizados por los seres humanos.

El nombre de oxígeno proviene de las palabras griegas genes oxi, que significa "formador de ácido". Nombre de azufre proviene de la palabra latina sulfurium o la palabra sánscrita sulvere, estos dos términos son palabras antiguas de azufre. El selenio es el nombre de la diosa griega de la luna, Selene, para que coincida con el elemento teluro previamente descubierto, cuyo nombre proviene de las telmex palabra latina, que significa tierra. El polonio es el nombre de Marie Curie del país de nacimiento, Polonia. Livermorium se llama así por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

Aparición

Los cuatro calcógenos más ligeros son elementos primordiales en la Tierra. El azufre y el oxígeno se producen como minerales de cobre constituyentes y selenio y teluro se producen en pequeñas trazas en menas thace. Polonio forma de manera natural después de la descomposición de otros elementos, a pesar de que no es primordial. Livermorium no ocurre naturalmente en absoluto.

Oxígeno constituye el 21% de la atmósfera en peso, 89% de agua en peso, 46% de la corteza terrestre en peso, y 65% del cuerpo humano. El oxígeno también se da en muchos minerales, que se encuentran en todos los minerales de óxidos y minerales hidróxido, y en numerosos otros grupos de minerales. Estrellas de por lo menos ocho veces la masa del sol también producen oxígeno en sus corazones a través de la fusión nuclear. El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el universo, lo que representa el 1% del universo en peso.

Azufre conforma 0,035% de la corteza terrestre en peso, por lo que es el 17 elemento más abundante allí y constituye el 0,25% del cuerpo humano. Es un componente principal de suelo. El azufre constituye 870 partes por millón de agua de mar y aproximadamente 1 parte por mil millones de la atmósfera. El azufre se puede encontrar en forma elemental o en forma de minerales de sulfuro, sulfato, minerales o minerales sulfosalt. Estrellas de por lo menos 12 veces la masa del sol producen azufre en sus corazones a través de la fusión nuclear. El azufre es el décimo elemento más abundante en el universo, lo que representa 500 partes por millón del universo en peso.

El selenio constituye 0,05 partes por millón de la corteza terrestre en peso. Esto la convierte en la 67 ª elemento más abundante en la corteza terrestre. El selenio constituye un promedio de 5 partes por millón de los suelos. El agua de mar contiene alrededor de 200 partes por billón de selenio. La atmósfera contiene 1 nanogramo de selenio por metro cúbico. Hay grupos de minerales conocidos como selenatos y selenitas, pero no hay muchos de los minerales en estos grupos. El selenio no es producido directamente por la fusión nuclear. El selenio constituye 30 partes por mil millones del universo en peso.

Sólo hay 5 partes por mil millones de telurio en la corteza terrestre y 15 partes por mil millones de teluro en agua de mar. Telurio es uno de los ocho o nueve elementos menos abundantes en la corteza terrestre. Hay una docena de minerales y minerales telurato teluro, y telurio se produce en algunos minerales de oro, como silvanita y calaverite. Telurio conforma 9 partes por mil millones del universo en peso.

El polonio sólo se produce en pequeñas cantidades en la tierra, a través de la desintegración radiactiva del uranio y el torio. Está presente en los minerales de uranio en concentraciones de 100 microgramos por tonelada métrica. Existen cantidades muy pequeñas de polonio en el suelo y por lo tanto en la mayoría de los alimentos, y por lo tanto en el cuerpo humano. La corteza terrestre contiene menos de 1 parte por mil millones de polonio, lo que es uno de los diez metales raros de la tierra.

Livermorium siempre se produce artificialmente en los aceleradores de partículas. Incluso cuando se produce, se sintetizan sólo un pequeño número de átomos a la vez.

Producción

Aproximadamente 100 millones de toneladas métricas de oxígeno se producen anualmente. El oxígeno es más comúnmente producida por destilación fraccionada, en la que el aire se enfría a un líquido, después se calentó, permitiendo que todos los componentes del aire, excepto para el oxígeno para convertir a los gases y de escape. Destilación fraccionada del aire varias veces puede producir un 99,5% de oxígeno puro. Otro método con el que se produce oxígeno es para enviar una corriente de aire seco y limpio a través de un lecho de tamices moleculares de zeolita, que absorbe el nitrógeno en el aire, dejando 90 a 93% de oxígeno puro.

El azufre se extrae en su forma más elemental, si bien este método no es tan popular como lo que solía ser. En 1865 un gran depósito de azufre elemental fue descubierto en los estados de Louisiana y Texas, EE.UU., pero era difícil de extraer en el momento. En la década de 1890, Herman Frasch se le ocurrió la solución de licuar el azufre con vapor sobrecalentado y el bombeo del azufre a la superficie. Estos días de azufre en lugar de otro más a menudo se extrae del petróleo, gas natural, y el alquitrán.

La producción mundial de selenio es de alrededor de 1.500 toneladas métricas por año, de los cuales aproximadamente el 10% se recicla. Japón es el mayor productor, la producción de 800 toneladas métricas de selenio por año. Otros grandes productores son Bélgica, Estados Unidos, Suecia y Rusia. El selenio se puede extraer de los residuos desde el proceso de refinado electrolíticamente cobre. Otro método de producir el selenio es para cultivar plantas de acopio de selenio, como leche veza. Este método podría producir tres kilogramos de selenio por hectárea, pero no se practica comúnmente.

Telurio es producido como un subproducto del procesamiento del cobre. Telurio también puede ser refinado por reducción electrolítica de teluro de sodio. La producción mundial de teluro es de entre 150 y 200 toneladas métricas por año. Los Estados Unidos es uno de los mayores productores de telurio, produciendo alrededor de 50 toneladas métricas por año. Perú, Japón y Canadá también son grandes productores de teluro.

Hasta la creación de reactores nucleares, todas las polonio tuvo que ser extraída del mineral de uranio. En los tiempos modernos, la mayoría de los isótopos de polonio se producen al bombardear bismuto con neutrones. Polonio también puede ser producido por altos flujos de neutrones en reactores nucleares. Aproximadamente 100 gramos de polonio se producen anualmente. Todo el polonio producido con fines comerciales se realiza en el reactor nuclear Ozersk en Rusia. A partir de ahí, se toma a Samara, Rusia para la purificación, y de allí a San Petersburgo para su distribución. Los Estados Unidos es el mayor consumidor de polonio.

Todos livermorium se produce artificialmente en los aceleradores de partículas. La primera producción exitosa de livermorium se logró mediante el bombardeo de curio-248 átomos de calcio 48 átomos. A partir de 2011, se habían sintetizado aproximadamente 25 átomos de livermorium.

Aplicaciones

Compuestos Organochalcogen están involucrados en el proceso de semiconductores. Estos compuestos también tienen en la química del ligando y la bioquímica. Una de las aplicaciones de los propios calcógenos es manipular pares redox en la química supramolar. Esta aplicación lleva a aplicaciones tales como cristal de embalaje, montaje de grandes moléculas, y el reconocimiento de patrones biológicos. Las interacciones de enlaces secundarios de las grandes calcógenos, selenio y telurio, pueden crear nanotubos de acetileno disolventes orgánicos celebración. Interacciones calcógeno son útiles para el análisis conformacional y efectos estereoelectrónicos, entre otras cosas. Calcogenuros con a través de bonos también tienen aplicaciones. Por ejemplo, azufre divalente puede estabilizar carbaniones, centros catiónicos, y radicales. Calcógenos pueden atribuir a propiedades de ligandos tales como ser capaz de transformar a Cu Cu. El estudio de las interacciones calcógeno da acceso a los cationes radicales, que se utilizan en la corriente principal de la química sintética. Centros redox metálicos de importancia biológica son sintonizable por la interacción de ligandos que contienen calcógenos, tales como la metionina y selenocisteína. También, a través calcógeno-bonos puede dar una idea sobre el proceso de transferencia de electrones.

Fabricación de acero es el uso más importante de oxígeno; 55% de todo el oxígeno producido va a esta aplicación. La industria química también utiliza grandes cantidades de oxígeno, 25% de todo el oxígeno producido va a esta aplicación. El 20% restante de oxígeno producido se divide principalmente entre el uso médico, el tratamiento del agua, como combustible para cohetes y para el corte de metales.

La mayoría de azufre producido se transforma en dióxido de azufre, que se transforma adicionalmente en ácido sulfúrico, un producto químico industrial muy común. Otros usos comunes incluyen ser un ingrediente clave de la pólvora y el fuego griego, y que se utiliza para cambiar el pH del suelo. El azufre también se mezcla en el caucho a vulcanizar se. El azufre se utiliza en algunos tipos de hormigón y los fuegos artificiales. 60% de todo el ácido sulfúrico producido se utiliza para generar el ácido fosfórico.

Alrededor del 40% de todo el selenio producida va a la fabricación de vidrio. 30% del total de selenio producida va a la metalurgia, incluyendo la producción de manganeso. 15% del total de selenio producida destina a la agricultura. Electrónica, tales como materiales fotovoltaicos afirman 10% de todo el selenio producida. Pigmentos representan el 5% del total de selenio producida. Históricamente, las máquinas, como las fotocopiadoras y fotómetros utilizan un tercio de todas selenio produce, pero esta aplicación ha estado en constante disminución.

Telurio subóxido se utiliza en la capa de datos regrabable de algunos discos CD-RW y discos DVD-RW. Telururo de bismuto también está presente en muchos dispositivos microelectrónicos, tales como fotorreceptores. Telurio se utiliza a veces como una alternativa a azufre en el caucho vulcanizado. Telururo de cadmio se utiliza como un material de alta eficiencia en los paneles solares.

Muchas de las aplicaciones de polonio se refieren a la radiactividad del elemento. El polonio se utiliza como un generador de partículas alfa para la investigación. Polonio aleado con berilio proporciona una fuente de neutrones eficiente. Polonio también se utiliza en baterías nucleares. La mayoría polonio se utiliza en dispositivos antiestáticos.

Papel biológico

 Artículo principal: dioxígeno en las reacciones biológicas, ciclo de azufre y selenio en la biología

El oxígeno es necesario para casi todos los organismos para el propósito de generar ATP. También es un componente clave de la mayoría de otros compuestos biológicos, tales como el agua, aminoácidos y ADN. La sangre humana contiene una gran cantidad de oxígeno. Huesos humanos contienen 28% de oxígeno. El tejido humano contiene 16% de oxígeno. Un típico de 70 kg contais 43 kilogramos de oxígeno, la mayoría en forma de agua.

Todos los animales necesitan cantidades significativas de azufre. Algunos aminoácidos, tales como cistina y metionina contienen azufre. Raíces de las plantas absorben iones de sulfato de la tierra y reducen a iones sulfuro. Metaloproteínas también utilizan azufre para adjuntar a átomos de metal útiles en el cuerpo de azufre y de manera similar se adhiere a átomos metálicos tóxicos como el cadmio para transportar a la seguridad del hígado. En promedio, los seres humanos consumen 900 mg de azufre cada día. Los compuestos de azufre, tales como las que se encuentran en mofeta tienen a menudo olores fuertes.

Todos los animales y algunas plantas necesitan pequeñas cantidades de selenio, pero sólo para algunos enzimas especializadas. Los seres humanos consumen en promedio entre 6 y 200 microgramos de selenio por día. Setas y nueces de Brasil son especialmente conocidos por su alto contenido en selenio. El selenio en los alimentos se encuentra más comúnmente en la forma de aminoácidos, tales como selenocisteína y selenometionina. El selenio puede proteger contra el envenenamiento por metales pesados.

Telurio no se sabe que se necesita para la vida animal, aunque algunos hongos pueden incorporar en los compuestos en lugar de selenio. Los microorganismos también absorben y emiten teluro dimetil teluro. La mayoría de teluro en el flujo de sangre se excreta lentamente en la orina, pero algunos se convierte en dimetil teluro y liberados a través de los pulmones. En promedio, los seres humanos ingieren aproximadamente 600 microgramos de teluro diaria. Las plantas pueden incorporar algunos telurio del suelo. Se ha encontrado que las cebollas y el ajo para contener hasta 300 partes por millón de teluro en peso seco.

Polonio no tiene ningún papel biológico, y es altamente tóxico a causa de ser radiactivo. El polonio es perjudicial para las células. Tan poco como 10 nanogramos de polonio en un ser humano puede ser letal. El polonio está presente en todos los alimentos, porque hay rastros de polonio en el suelo. Las plantas de tabaco no absorben polonio-210 de la atmósfera en sus hojas.

Toxicidad

El oxígeno es generalmente no tóxica, pero la toxicidad del oxígeno se ha informado cuando se utiliza en altas concentraciones. Tanto en forma gaseosa elemental y como un componente de agua, que es vital para casi toda la vida en la tierra. El oxígeno líquido es altamente peligroso. Incluso el oxígeno gaseoso es peligroso en exceso. Por ejemplo, los buzos deportivos en ocasiones se han ahogado de convulsiones causadas por la inhalación de oxígeno puro a una profundidad de más de 10 metros bajo el agua. El oxígeno también es tóxico para algunas bacterias. El ozono, una forma alotrópica del oxígeno, es tóxico para la mayoría de la vida. Puede causar lesiones en el tracto respiratorio.

El azufre es generalmente no tóxico, incluso es un nutriente esencial para los seres humanos. Sin embargo, en su forma más elemental puede causar enrojecimiento de los ojos y la piel, sensación de quemazón, tos, si se inhala, y una sensación de ardor y diarrea si se ingiere y puede irritar las membranas mucosas. Un exceso de azufre puede ser tóxico para las vacas, porque los microbios rumen de las vacas producen sulfuro de hidrógeno tóxico. Muchos compuestos de azufre, tales como sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre son altamente tóxicos.

El selenio es un oligoelemento, requerido por los seres humanos en el orden de decenas o cientos de microgramos por día. Una dosis de 450 microgramos puede ser tóxico, lo que resulta en el mal aliento y olor corporal. Extendida la exposición de bajo nivel, que puede ocurrir en algunas industrias, los resultados en la pérdida de peso, anemia y dermatitis. En muchos casos de intoxicación por selenio, se forma ácido selenioso. Seleniuro de hidrógeno es altamente tóxico.

Telurio no es generalmente altamente tóxico, pero puede producir efectos secundarios desagradables. Tan poco como 10 microgramos de teluro por metro cúbico de aire pueden causar respiración notoriamente desagradable, descrito como olor a ajo podrido. La intoxicación aguda telurio puede causar vómitos, inflamación intestinal, hemorragia interna, y la insuficiencia respiratoria. Extendida la exposición de bajo nivel al teluro provoca cansancio y la indigestión. Telurita sodio es letal en cantidades de alrededor de 2 gramos.

El polonio es peligroso tanto como un emisor de partículas alfa y porque es químicamente tóxico. Si se ingiere, el polonio-210 es, en peso, de mil millones de veces más tóxicas como el cianuro de hidrógeno, se ha utilizado como arma del crimen en el pasado, lo más famoso posible en el caso de Alexander Litvinenko. Envenenamiento de polonio puede causar náuseas, vómitos, anorexia y linfopenia. En general, se puede dañar los folículos pilosos y las células blancas de la sangre. El polonio-210 sólo es peligroso si se ingiere o se inhala, ya que sus emisiones de partículas alfa no pueden penetrar la piel humana. El polonio-209 también es tóxico, y puede causar leucemia.