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Calcogênios – Grupo 16Fórum Bio&QuímicaTiago Reis,[object Object],http://bioquimica.forumeiros.com,[object Object],Melhor fórum de Biologia e Química do Brasil. Visite-nos agora! ,[object Object]
Calcogênios   família 6 a - química
PROPRIEDADES GERAIS,[object Object],Todos os Elementos do Grupo 16 tem configuração eletrônica ns2 np4. Formam íon bio-negativos, porém podendo formar compostos com estado de oxidação até VI.,[object Object],Os elementos que fazem parte do grupo 16 são o oxigénio (O), o enxofre (S), o selénio (Se), telúrio (Te) e o polónio (Po) que é um elemento radiactivo. ,[object Object]
O Oxigênio apresenta diversas diferenças em relação aos demais elementos. Relacionadas por causa de seu menor tamanho, sua maior eletronegatividade, e à falta de elétrons no subnível d adequados para formar ligações.,[object Object]
ESTRUTURA E ALOTROPIA DOS ELEMENTOS,[object Object],Todos os elementos desse grupo, exceto Te, são polimórficos.,[object Object]
OXIGÊNIO,[object Object],No Oxigênio líquido um único fóton pode colidir simultaneamente com duas moléculas, promovendo  ambas ao estado excitado.,[object Object],Nesse processo é absorvido uma luz vermelha-amarela-verde, fazendo com que o O2 adquira cor azul.,[object Object]
O Oxigênio singlete também pode ser obtido por processos químicos:,[object Object],O Oxigênio pode adicionar-se às posições 1,4 de um dieno, de modo semelhante a uma reação de Diels-Alder:,[object Object]
O ozônio, O3  é a variedade triatômica do oxigênio. Ele é instável e se decompõe em O2.,[object Object],Formação do Ozônio:,[object Object]
ENXOFRE,[object Object],As estruturas cristalinas mais comuns são o octaedro ortorrômbico (enxofre) e o prisma monoclínico (enxofre) sendo a temperatura de transição de 95,5 °C; em ambos os casos o enxofre se encontra formando moléculas S8 na forma de anel.,[object Object]
SELÊNIO, TELÚRIO E POLÔNIO,[object Object],São conhecidas 6 variedades alotrópicas do selênio. O interesse por essas variedades se deve ao uso do Se em dispositivos eletrônicos (fotocopiadoras, tipo xerox, em retificadores, diodos emissores de luz  - LEDs.,[object Object],O Telúrio só possui uma única fora cristalina, de cor branco prateada e semi-metálica. ,[object Object]
ESTADOS DE OXIDAÇÃO,[object Object]
O Oxigênio nunca apresenta valência maior que 2, pois adquire estabilidade após formar duas ligações covalentes. Contudo, os elementos S, Se, Te e Po possuem orbitais d vazios para formar ligações.,[object Object]
COMPRIMENTO DE LIGAÇÃO E LIGAÇÕES  p∏-d∏,[object Object],As ligações entre S e O e entre Se e O são muito mais curtas que o esperado para uma ligação simples. No caso da ligação S com o O, há a interação entre o orbital d do S com o p do O. Observe o esquema:,[object Object]
DIFERENÇAS ENTRE O OXIGÊNIO E OS DEMAIS ELEMENTOS,[object Object],O Oxigênio difere dos demais elementos do Grupo por ser mais eletronegativo e portanto mais iônico em seus compostos.,[object Object],O Oxigênio pode utilizar orbitais p para formar ligações duplas fortes. Os demais elementos do Grupo também podem formar ligações duplas, mas estas se tornam mais fracas à medida que aumenta o número atômico.,[object Object]
Propriedades gerais dos óxidos,[object Object],Praticamente todos os elementos reagem com o oxigênio formando óxidos. Os Óxidos são classificados de acordo com sua estrutura e de sua propriedades químicas.,[object Object],De acordo com esse critério, os óxidos são classificados em normais, peróxidos ou subóxidos.,[object Object]
Óxidos normais:,[object Object],O número de oxidação de M pode ser deduzido utilizando a fórmula empírica MxOY, considerando o número de oxidação do oxigênio como sendo (-II). Esses óxidos, por exemplo H2O, MgO e Al2O3, contém apenas ligações M-O.,[object Object],Peróxidos: ,[object Object],	Os peróxidos contêm uma quantidade de oxigênio maior que aquele a partir do número de oxidação de M.,[object Object]
Subóxidos:,[object Object],Esses compostos contêm uma quantidade de oxigênio menor que o previsto a partir do número de oxidação de M. Além das ligações M-O, eles possuem ligações M-M, como por exemplo o O=C=C=C=O.,[object Object],Uma segunda classificação dos óxidos se baseia nas suas propriedades ácido-base. Assim, os óxidos podem ser: ácidos, básicos, anfóteros ou neutros, dependendo dos produtos formados quando reagem com água.,[object Object]
Óxidos básicos:,[object Object],Os óxidos metálicos são geralmente básicos;,[object Object],Os óxidos iônicos são formados por compostos em que a elevada energia reticular compensa esse grande consumo de energia, isso influi nas altos pontos de fusão e ebulição.,[object Object],Quando reagem com a água, o íon O2- é convertido em OH-. ,[object Object],Na2O  +  H2O 2NaOH,[object Object]
Óxidos Anfóteros:,[object Object],Muitos metais forma óxidos anfóteros, ou seja, que reagem tanto com ácidos fortes como com bases fortes.,[object Object]
Óxidos Ácidos:,[object Object],Os óxidos dos elementos não-metálicos são geralmente covalentes. Muitos ocorrem como moléculas discretas (CO2 , NO, SO2 , Cl2O) e apresentam baixos pontos de fusão e ebulição.,[object Object],Todos têm caráter ácido e muitos deles são os anidridos dos correspondentes ácidos. ,[object Object],Óxidos Neutros:,[object Object],Alguns poucos óxidos covalentes não apresentam características nem básicas nem ácidas (N2O, NO, CO).,[object Object]
Reações entre os óxidos:,[object Object],Mais importante que a reação de um óxido com água, são suas reações e a sua relação com outros óxidos.,[object Object],Dispondo uma série de óxidos do mais básico ao mais ácido, verifica-se que quanto mais afastados estiverem, mais estável será o composto formado quando reagirem entre si.,[object Object]
Detergentes,[object Object],O protótipo do detergente é o sabão. O sabão é excelente para limpeza e é 100% biodegradável (decomposto por bactérias nas estações de tratamento de esgotos e rios). Um composto típico é o C17H35COO-Na+.,[object Object]
O sabão apresenta duas desvantagens:,[object Object],Forma um precipitado insolúvel quando se usa água “dura” contendo íons Ca2+ ou Mg2+;,[object Object],Não pode ser usado em escala industrial em soluções ácidas, pois precipita o ácido graxo de origem:,[object Object],RCOO-  + H3O+  RCOOH  +  H2O,[object Object]
Os detergentes são agentes tensoativos. São constituídos por moléculas contendo uma parte orgânica não-polar, e um grupo polar. Os primeiros detergentes eram alqui-benzeno-sulfonatos com cadeias ramificadas, denominados “detergentes duros”.,[object Object]
Esse tipo de detergente é apenas 50 a 60% biodegradável.,[object Object],Os detergentes “suaves” possuem estrutura alquil-benzeno-sulfonatos “lineares”, com uma cadeia alifática não-ramificada. Esses detergentes são 90% biodegradáveis.,[object Object]
Ácido Sulfúrico,[object Object],O ácido sulfúrico H2SO4 é o ácido mais importante usado na indústria química. A produção mundial em 2001 foi de aproximadamente 720 milhões de toneladas.,[object Object],O ácido sulfúrico é produzido a partir de enxofre, oxigênio e água via processo de contato.,[object Object]
O dióxido de enxofre, por sua vez, é oxidado a trióxido de enxofre:,[object Object],Finalmente, o trióxido de enxofre é lavado com água ou uma solução de ácido sulfúrico:,[object Object],O SO3 pode também de forma alternativa ser absorvido em H2SO4 para formar oleum (H2S2O7), que é então diluído, com a formação de ácido sulfúrico.,[object Object]
O oleum reage com água para formar H2SO4 concentrado.,[object Object]
Hidretos,[object Object],Todos os elementos desse grupo formam hidretos covalentes, ou seja, água H2O, sulfeto de hidrogênio H2S, seleneto de hidrogênio H2Se, telureto de hidrogênio H2Te e poloneto de hidrogênio H2Po. ,[object Object],FeS + H2SO4 H2S  +  FeSO4,[object Object],FeSe  +  2HCl    H2Se + FeCl2,[object Object],Al2Se3  +  6H2O    3H2Se  +  2Al(OH)3,[object Object],Al2Te3  +  6H2O    3H2Te  + 2Al(OH)3,[object Object]
ÁGUA:,[object Object],Troca Iônica (Método de Purificação da água),[object Object],São utilizadas resinas, em formas de pequenas esferas, permeáveis em água, mas insolúveis.,[object Object]
1° Coluna do desionizador:,[object Object],Resina-SO3H + Na+  resina-SO3Na  + H+,[object Object],Resina-SO3H + Ca2+ (resina-SO3)2Ca + 2H+,[object Object],2° Coluna:,[object Object],Resina-N(CH3)4+ + Cl-   resina-N(CH3)4+Cl- + OH-,[object Object]
PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO,[object Object],O H2O2 puro é um líquido incolor bastante semelhante á água. Forma mais ligações de hidrogênio que a água, tendo assim um ponto de ebulição mais elevado (P.E = 152 ° C, e P.F = -0,4 ° C0. É mais denso que a água (densidade = 1,4 g. cm-3). ,[object Object],Usado como alvejante, sendo usado para descolorir cabelos, penas, graxas e gorduras, além de ser usado com agente oxidante em laboratórios e anticépticos para ferimento.,[object Object]
HALETOS,[object Object],Geralmente nos compostos com Flúor, os elementos S, Se e Te alcançam número de coordenação de 6.,[object Object]
Um dos haletos mais importantes  é o SF6. O (SF6) é um gás que é usado em equipamento de energia eléctrica. É transparente, inodoro, não inflamável e quimicamente estável.,[object Object]
Muitos tetra-haletos são conhecidos. É difícil preparar os tetrafluoretos pela combinação direta dos elementos mesmo utilizando F2 diluído, pois eles prontamente reagem com o F2  formando os hexafluoretos.,[object Object]
Outro haleto de grande importância é o di-haleto (SCl2).,[object Object],É um líquido incolor vermelho de odor desagradável (P.F = -122° C, P.E = 59° C). ,[object Object],O aquecimento de S e Cl2 fornece o S2Cl2, mas saturando-se este composto com cloro obtém-se o SCl2. A reação de SCl2 com polissulfetos de hidrogênio, a baixas temperaturas,fornece uma série de diclorosulfanos.,[object Object],H2S2 + 2SCl2 S4Cl2 + 2HCl,[object Object],H2Sn + 2SCl2  S(n + 2)Cl2 + 2HCl,[object Object]
O SCl2 tem importância industrial, pois facilmente se adiciona às duplas ligações de alcenos. Foi usado para fabricar o notório “gás mostarda”,[object Object],SCl2 + 2CH2 = CH2 S(CH2CH2Cl)2,[object Object],	O “gás mostarda” não é um gás, mas um líquido volátil (P.F = 13° C, P.E = 215° C).,[object Object]
Particularidades dos Calcogênios,[object Object]
Abundância dos elementos na crosta terrestre, em peso.,[object Object]
OXIGÊNIO,[object Object],O Oxigênio é o mais abundante de todos os elementos. Ele existe na forma livre, como moléculas de O2, perfazendo 20,9% em volume e 23% em peso da atmosfera. A maior parte do O2 foi produzido pela fotossíntese, o processo pelo qual a clorofila das partes verdes das plantas converte a luz solar em alimento como a glicose.,[object Object],6CO2 + 6H2O + energia solar  C6H12 O6 + 6O2,[object Object], 	O oxigênio constitui 46,6% em peso da crosta terrestre, sendo o principal constituinte dos silicatos minerais.,[object Object]
Como é o oxigenio? Propridadesfisicas do oxigênio. ,[object Object],[object Object]
A temperatura de – 183 ºC passa ao estado líquido com uma coloração azul claro. ,[object Object]
Usos do oxigênio,[object Object],O oxigênio é usado na fusão e redução metalúrgicas, onde são utilizados combustíveis líquidos, sólidos ou gasosos, o oxigênio intensifica a transmissão do calor, eleva a temperatura e reduz as perdas nos gases de evasão. A operação dos fornos torna-se mais flexível, aumentando sua capacidade e reduzindo o consumo específico de energia.,[object Object]
Usado ainda em:,[object Object],em usinas siderúrgicas e fundições;,[object Object],na indústria automobilística e mecânica;,[object Object],na fabricação de peças, nas montagens e em manutenção.,[object Object]
Obtenção do enxofre,[object Object],O enxofre no estado livre encontra-se na natureza sob forma de cristais transparente amarelos dourado e na forma combinada, formando sulfetos (sulfuretos), como o PbS (galena) e FeS2 (pirita) etc. ,[object Object], Uma boa fonte de enxofre é o petróleo, onde aparece como impureza. ,[object Object]
Grandes depósitos de enxofre nativo são encontrados nos EUA (Golfo do México, louisiana, Texas e México), na Polônia e Ucrânia. Esses depósitos foram formados por bactérias anaeróbias que metabolizam CaSO4 e excretam H2 S e S.,[object Object],2H2 S + 3O2  2SO2 + 2H2O,[object Object],SO2 + 2H2S    2H2O  + 3S,[object Object]
Processo Frascher,[object Object]
Chuvas ácidas,[object Object],Com o avanço da tecnologia, aumenta a actividade industrial e o consumo elevado de combustíveis fósseis a eles associados. A queima incompleta dos combustíveis fósseis pelas indústrias e pelos veículos produz o dióxido de carbono, dióxido e trioxido de enxofre e outras formas oxidadas do nitrogênio. ,[object Object],SO3 + H2O -> H2SO4,[object Object],SO2 + H2O -> H2SO3,[object Object],CO2 + H2O -> H2CO3,[object Object]
Calcogênios   família 6 a - química
APLICAÇÕES DO ENXOFRE,[object Object],Medicina: o enxofre e os seus derivados é utilizado para o fabrico de pomadas e sabões medicinais para combater certas doenças de pele. ,[object Object],Agricultura: o enxofre e os seus derivados é utilizado para o fabrico de pesticidas para combater os insetos e as pragas nas plantações. ,[object Object],Indústria: utiliza-se o enxofre na vulcanização da burracha, fabrico de explosivos e produtos para ondulação do cabelo. ,[object Object]
O tiossulfato de sódio (Na2S2O3) é utilizado em fotografia como fixador já que dissolve o brometo de prata; e o sulfato de magnésio (sal Epsom) tem usos diversos como laxante, esfoliante ou suplemento nutritivo para plantas.,[object Object]
SELÊNIO E TELÚRIO,[object Object],O Se e o Te ocorrem associados aos minérios do grupo dos sulfetos e são obtidos na forma  concentrada a partir dos depósitos ou sedimentos anódicos de refino eletrolítico do cobre.,[object Object]
À temperatura ambiente, o selênio encontra-se no estado sólido.,[object Object],Quando cristalino, o telúrio é branco-prateado, e quando na forma pura apresenta um brilho metálico. É um semimetal metal (metalóide), frágil e facilmente pulverizável.,[object Object]
Aplicações do selênio,[object Object],O selênio se usa em várias aplicações elétricas e eletrônicas, entre outras, como em células solares e retificadores.,[object Object],Em fotografia é empregado para intensificar e incrementar as faixas de tonalidades das fotografias em branco e preto e a durabilidade das imagens, assim como em xerografia.,[object Object]
O selênio é um micronutriente para todas as formas de vida. É encontrado no pão, nos cereais, nos pescados, nas carnes e nos ovos.,[object Object], É um antioxidante que ajuda a neutralizar os radicais livres, estimula o sistema imunológico e intervém no funcionamento da glândula tiróide.,[object Object]
Aplicações do telúrio,[object Object],A maior parte do telúrio é usado em ligas com outros metais. É adicionado ao chumbo para aumentar a sua resistência mecânica, durabilidade e diminuir a ação corrosiva do ácido sulfúrico. Quando adicionado ao aço inoxidável e cobre torna estes materiais mais facilmente usináveis.,[object Object]
POLÔNIO,[object Object],O polônio é um elemento raro na natureza, sendo encontrado nos minérios de urânio em aproximadamente 100 microgramas por tonelada e recentemente, por volta do ano de 1976, foram descobertos pelo cientista Robert Gentry presentes nas pedras de granito das profundezas da Terra (resultado publicado na revista Science de 15 de outubro de 1976),[object Object]
O Polônio foi descoberto por Marie Curie pelo processamento de grandes quantidades de minerais de tório e de urânio, e separação dos produtos de decaimento. O polônio é um desses produtos de decaimento.,[object Object],82Pb210  83Bi210   84Po210   82Pb206,[object Object]
APLICAÇÕES DO POLÔNIO,[object Object],Pequenas quantidades adicionadas as velas (eletrodos de ignição de motores de combustão interna) melhoram o desempenho destes dispositivos. ,[object Object],O polônio é proposto para ser usado como gerador termoelétrico em satélites artificiais e sondas espaciais.,[object Object]
O polônio é um elemento altamente radioativo e tóxico e o seu manuseio é muito perigoso. Mesmo o manuseio de miligrama de polônio-210 é muito perigoso, e requer a utilização de equipamento especial.,[object Object],Os danos diretos ocorrem da absorção de energia pelos tecidos provenientes das partículas alfas. ,[object Object]
O máximo de polônio permitido para um corpo humano ingerir e de somente 0,03 microcuries, que é equivalente a uma partícula que pesa somente 6,8.10-12 gramas.,[object Object], Considerando o mesmo peso, o polônio é 2,5.1011 mais tóxico que o ácido cianídrico (HCN).,[object Object]
Calcogênios   família 6 a - química
Referências,[object Object],Atkins, Peter – Jones, Loretta – Princípos de Química – 3ª edição – Bookman, 2006.,[object Object],J. D. Lee, Química Inorgânica não tão Concisa, 4ª edição. Chapman & Corredor, Novo, York, E.U.A. (1993).,[object Object]
Atividades de fixação – Respondam, filhos,[object Object],1° Explique a tendência de as ligações duplas tornarem-se cada vez mais fracas ao se descer pelo grupo dos calcogênios.,[object Object],2° Explique sucintamente o processo Frasch de obtenção de Enxofre de alta pureza.,[object Object],3° Descreva a formação de chuvas ácidas a partir de compostos do Enxofre.,[object Object]
Mensagem para reflexão,[object Object],Os indecisos são os que prevêem coisas ruins no futuro e sofrem antecipadamente. A força capaz de destruir esse sofrimento desnecessário é o poder da fé, o poder de acreditar num porvir repleto de esperança. Nada é impossível para quem acredita que um caminho vai se abrir. Só há possibilidades. Vai chegar o tempo em que você terá de se levantar e, tornando-se um gigante altíssimo, abrirá caminho corajosamente com um machado de ouro nas mãos. Essa é a primavera da sua vida. ,[object Object],RyuhoOkawa,[object Object]

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