OXIGÊNIO ( O )
GRUPO VIA - Calcogênios
Oxigênio, Enxofre, Selênio, Telúrio, Polônio
1- Configuração eletrônica e tipos de ligações
Todos os elementos desse grupo apresentam configuração eletrônica terminada em s2p4. O oxigênio difere dos demais elementos do grupo por ser muito eletronegativo e, portanto, o mais iônico em seus compostos. O oxigênio pode utilizar orbitais p para formar duplas ligações fortes. Os outros elementos também formam ligações duplas, mas estas se tornam mais fracas à medida que aumenta o número atômico.
OXIGÊNIO ( O )
HISTÓRICO: O oxigênio foi descoberto em 1714 por Priestley.
OCORRÊNCIA NATURAL: O oxigênio molecular está presente na atmosfera, constituindo cerca de 22% desta. Também encontra-se combinado com o hidrogênio, formando a água doas mares, rios e oceanos, além de constituir (a água) cerca de 2/3 do peso do corpo humano.
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS: O oxigênio tem um papel fundamental na manutenção da vida no planeta, pois dele os seres vivos necessitam para a respiração. As plantas, mediante o processo da fotossíntese, retiram da atmosfera o CO2, que combina-se com a água, segundo uma reação que pode ser assim simplificada:
CO2
+ H2O 
H2CO + O2
O aldeído fórmico (H2CO), através de reações mais complexas, origina carboidratos, aminoácidos e outras substâncias essenciais à matéria viva. Simultaneamente, ocorre a liberação de oxigênio gasoso, que retorna à atmosfera e é absorvido pelos seres vivos para a respiração. Neste processo, os seres vivos obtêm a energia que precisam e produz-se CO2, que então retorna restitui a atmosfera, fechando o ciclo. Pequenas quantidades de oxigênio para experiências em laboratório podem ser conseguidas pela eletrólise da água ou pelo aquecimento de substâncias ricas em oxigênio, como o clorato e o permanganato de potássio:
KClO3
KCl + 3/2 O2
2 KMnO4 K2O + 2
MnO2 + 3/2 O2
Em estado sólido, líquido ou gasoso, o oxigênio exibe uma coloração levemente azulada. Por ação da luz ultravioleta, o oxigênio diatômico origina uma forma alotrópica formada por três átomos de oxigênio: o ozônio (O3). Graças a esta propriedade, o oxigênio protege a vida na superfície terrestre de grande parte das radiações solares, nocivas aos seres vivos.
Muitas substâncias se combinam com o oxigênio, nas reações de combustão, que desenvolvem grande quantidade de calor, formando a chama. Quando a combustão se dá com oxigênio puro, a chama é sempre muito viva; já com o oxigênio do ar, é mais lenta e menos ostensiva, por causa da baixa concentração desse gás em relação ao nitrogênio. Com os ametais, o oxigênio forma óxidos ácidos, e com os metais, óxidos básicos.
UTILIZAÇÃO: O oxigênio puro, que ferve a -183o C, é obtido juntamente com o nitrogênio, na destilação fracionada do ar líquido. Na indústria do aço o oxigênio é insuflado nos conversores, através do ferro gusa, para queimar o carbono contido neste. Também é usado no corte de chapas metálica, alimentando a combustão do acetileno em cilindros especiais.
ENXOFRE ( S )
OCORRÊNCIA NATURAL: O enxofre encontra-se na natureza sob a forma de inúmeros sulfetos, sulfatos e no estado livre ou nativo. Na vizinhança dos vulcões existem grandes quantidades deste último. Isso porque os gases emanados contendo enxofre, ao sofrerem brusco resfriamento e diminuição de pressão, decompõem-se parcialmente, liberando o enxofre elementar. Uma grande quantidade de enxofre é também encontrada no carvão, chegando a constituir cerca de 2% do peso do carvão e prejudicando a utilização deste como combustível. As maiores jazidas de enxofre nativo encontram-se nos EUA (maior produtor mundial), Chile, México, Finlândia, Itália e Japão.
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS: A forma cristalina estável do enxofre é ortorrômbica, mas quando aquecidos a cerca de 95,6o C, os cristais de enxofre são transformados em outra forma alotrópica, o enxofre monoclínico. Diminuindo-se novamente a temperatura, os cristais retornam à forma rômbica. Essa transformação é bem lenta. Por isso, quando se aquece rapidamente o enxofre rômbico acima do seu ponto de fusão (119o C), tem-se a passagem direta ao estado líquido. Esse líquido vai se tornando progressivamente mais viscoso, com o aquecimento, e em seguida diminui, quando sofre mudança de cor. No estado sólido o enxofre apresentam intensa coloração amarela e é ótimo isolante de eletricidade, sendo, por isso, usado em experiências eletrostáticas.
No estado sólido normal, o enxofre é formado por anéis octatômicos. Com o aquecimento os anéis abrem-se e formam longas cadeias (aumento da viscosidade). Continuando o aquecimento, as cadeias quebram-se, diminuindo a viscosidade. O resfriamento súbito do líquido conduz a uma forma elástica, chamada enxofre plástico. Os vapores de enxofre são formados também por moléculas octatômicas, mas quando a temperatura ultrapassa 860o C, passam a ser constituídos por moléculas diatômicas (S2). A temperaturas ainda mais elevadas essas moléculas dissociam-se em átomos. Nas soluções com solventes orgânicos as moléculas também são diatômicas.
Quando queima em atmosfera de oxigênio, o enxofre pode formar vários óxidos, dependendo da disponibilidade do oxigênio: SO (monóxido), S2O3 (sesquióxido), SO2 (dióxido), SO3 (trióxido).
UTILIZAÇÃO: O ácido sulfúrico é largamente usado na indústria de tecidos, em baterias de automóveis, como catalisador em sínteses orgânicas etc. Os sais contendo enxofre são muito importantes, e dentre eles destacam-se alguns:
SELÊNIO ( Se )
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HISTÓRICO: O selênio foi descoberto em 1817 por Berzelius.
OCORRÊNCIA NATURAL: Encontra-se muito difundido pela crosta terrestre, quase sempre sob a forma de selenetos, geralmente acompanhando sulfetos nos seguintes minerais:
Os principais produtores de selênio são os EUA e o Canadá, seguidos pelo Japão, Suécia e Zâmbia. O selênio livre é encontrado nos resíduos de combustão das piritas, quando se prepara o ácido sulfúrico.
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS: Oxidando o selênio com ácido nítrico, ele se transforma em ácido selênico (H2SeO4). Este, por sua vez, se tratado com HCl, reduz-se a ácido selenoso. Uma última redução com SO2 faz precipitar o selênio metálico. No ar, queima com chama vermelho-azulada, produzindo SeO2, de cheiro muito desagradável.
O selênio encontra-se sob diversas formas alotrópicas, podendo ser amorfo, monoclínico vermelho (em duas formas, alfa e beta) e hexagonal cinza (a mais estável à temperatura ambiente). No estado amorfo é mau condutor de eletricidade, enquanto no cristalino a condutividde é tanto maior quanto mais ele estiver iluminado, ou seja, é fotocondutor.
UTILIZAÇÃO: Devido à sua propriedade fotocondutora no estado cristalino, é usado em fotocélulas. Os retificadores (conversores de corrente alternada para corrente contínua) servem-se de uma propriedade especial do selênio: a semi-condutividade, que lhe permite conduzir a corrente elétrica em sentido único. Por isso é bastante difundido na indústria de transistores. O selênio é usado também na indústria do vidro, em pequenas quantidades, para encobrir a natural coloração verde dada pelas impurezas do ferro.
TELÚRIO ( Te )
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HISTÓRICO: O telúrio foi descoberto em 1789, por M. H. Klaproth.
OCORRÊNCIA NATURAL: No estado livre, o telúrio é raramente encontrado, a não ser no Colorado e na Bolívia. Mais frequentemente encontra-se misturado ao enxofre. Sua ocorrência mais comum é sob a forma de telureto, cujas maiores fontes estão nos EUA, Canadá, México, América do Sul, Zâmbia, Suécia, Europa central e Rússia. Seus minerais mais importantes são:
EXTRAÇÃO E OBTENÇÃO: Para preparar o telúrio, dissolvem-se os sulfetos que o contém em ácido clorídrico e trata-se a solução com SO2. Assim, se precipita o telúrio metálico, sob a forma de um pó negro.
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS: Quando aquecido, resultam vapores amarelos de Te2, muito venenosos. Dissolvendo-se o telúrio em ácido nítrico, obtém-se o ácido teluroso (H2TeO2), que, oxidado com ácido crômico, transforma-se em ácido telúrico (H6TeO6).
POLÔNIO ( Po )
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HISTÓRICO: O polônio foi descoberto em 1898 pelo casal Pièrre e Marie Curie.
OCORRÊNCIA NATURAL: O polônio é um elemento radioativo cujo núcleo, instável, se transforma em chumbo, pela emissão partículas alfa. A baixas temperaturas tem estrutura cúbica e a altas temperaturas assume uma forma romboédrica.
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS: Os compostos de polônio têm pouca importância, uma vez que só podem ser preparados em quantidades mínimas. Dentre os principais estão os halogenetos e os óxidos.
UTILIZAÇÃO: Comercialmente, apresenta-se como uma fina película sobre um disco de aço inoxidável (como na fotografia acima), forma em que é vendido como fonte de partículas alfa para uso científico.
Química 2000 - Wagner Xavier Rocha, 1999
