(1,0 ponto) Descreva quatro das principais características da família dos calcogênios.
Oxigênio e enxofre podem formar íon \mathbf{- 2}, enquanto do S ao Po são esperados \mathrm{Nox}+\mathbf{2},+\mathbf{4} \mathbf{e}+\mathbf{6}. Os óxidos de S e Se são ácidos. Enxofre, selênio e telúrio podem formar sulfetos, selenetos e teluretos de outros membros da tabela periódica, principalmente com metais. Oxigênio e S são abundantemente encontrados na forma de minérios, o que dá nome a família: calcogênios = formadores de minérios. Formam hidretos gasosos, com exceção do oxigênio. O íon \mathrm{XO}_{4}{ }^{2-} e \mathrm{XO}_{3}{ }^{2-}(\mathrm{X}=\mathrm{S}, \mathrm{Se}, \mathrm{Te}) são conhecidos.

Passo 1

O enunciado pede: “Descreva quatro das principais características da família dos calcogênios.” As informações que o enunciado já fornece e que são relevantes (peguei estas informações do enunciado enviado) são:
  • Oxigênio e enxofre podem formar o ânion \mathrm{X}^{2-} (por exemplo \mathrm{O}^{2-} e \mathrm{S}^{2-}).
  • Do enxofre ao polônio (S a Po) são esperados números de oxidação \mathrm{Nox}=+2,\\\ +4\\ \text{e}\\\ +6.
  • Os óxidos de enxofre e selênio são ácidos.
  • Enxofre, selênio e telúrio formam sulfetos/selenetos/teluretos com metais (compostos tipo \mathrm{MS}, \mathrm{MSe}, \mathrm{MTe}).
  • A família chama-se calcogênios porque seus elementos são abundantemente encontrados em minérios (formadores de minérios).
  • Formam hidretos gasosos (exceto o oxigênio).
  • Existem oxiânions conhecidos como \mathrm{XO}_4^{2-} e \mathrm{XO}_3^{2-} para \mathrm{X}=\mathrm{S},\mathrm{Se},\mathrm{Te}.

Passo 2

Entendendo a base eletrônica e posição na tabela — por que essas características aparecem.
  • Todos os calcogênios pertencem ao grupo 16 (ou VI-A) da tabela periódica. Isso significa que, na camada de valência, têm normalmente seis elétrons. Escrever isso em termos simples: cada átomo tem a configuração de valência que termina em ns^2 np^4.
  • O fato de terem seis elétrons de valência explica porque:
    • Tendem a ganhar dois elétrons para completar o octeto, formando o íon \mathrm{X}^{2-} (explicando por que \mathrm{O}^{2-} e \mathrm{S}^{2-} são comuns).
    • Também podem compartilhar elétrons (ligações covalentes) e usar orbitais vazios ou emparelhamento/expansão de valência (nos elementos maiores) para alcançar estados de oxidação positivos como +2,\\\ +4,\\\ +6.
  • O termo \mathrm{Nox} significa “número de oxidação”: é a carga formal que um átomo teria numa fórmula iônica idealizada. Por exemplo, em \mathrm{SO}_2 o enxofre tem \mathrm{Nox}=+4; em \mathrm{SO}_3 tem \mathrm{Nox}=+6.

Passo 3

Característica: variedade de estados de oxidação e química redox (expliquei o porquê e dei exemplos).
  • Por causa da configuração ns^2np^4 e do aumento do raio atômico ao descer o grupo, os calcogênios exibem vários estados de oxidação, especialmente \mathrm{Nox}= -2,\\\ +2,\\\ +4,\\\ +6.
  • Interpretação prática:
    • Estados negativos ( -2) aparecem quando o elemento ganha elétrons (ex.: \mathrm{O}^{2-}, \mathrm{S}^{2-} em sulfetos).
    • Estados positivos ( +4,\\\ +6) aparecem em oxiácidos e óxidos mais oxidados (ex.: \mathrm{SO}_2 com S em +4; \mathrm{SO}_3 com S em +6; \mathrm{SeO}_2, \mathrm{SeO}_3).
  • Exemplo concreto e pequeno lembrete para prova: para saber o \mathrm{Nox} do enxofre em \mathrm{SO}_3 usar soma das cargas: cada oxigênio é -2, então \mathrm{Nox}(S) + 3\cdot(-2)=0 \mathrm{Nox}(S)=+6.

Passo 4

Característica: formação de óxidos e comportamento ácido/básico.
  • Os calcogênios formam óxidos cuja natureza (ácida, básica, anfótera) depende do elemento e do estado de oxidação:
    • Oxigênio forma óxidos típicos e é muito eletronegativo; muitos compostos de oxigênio são ácidos ou neutros dependendo do parceiro.
    • Enxofre e selênio em altos estados de oxidação formam óxidos ácidos: por exemplo, \mathrm{SO}_2 e \mathrm{SO}_3 são óxidos ácidos (reagem com água formando ácidos: \mathrm{SO}_3 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \to \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4).
  • O conceito usado: óxido ácido é aquele que ao reagir com água forma um ácido (útil em prova: reconhecer \mathrm{SO}_3 e \mathrm{SeO}_3 como formadores de ácidos).

Passo 5

Característica: formação de sulfetos/selenetos/teluretos e ocorrência em minerais (origem do nome calcogênios).
  • Elementos como S, Se, Te formam compostos com metais chamados genericamente de calcogenetos (ex.: sulfetos \mathrm{MS}, selenetos \mathrm{MSe}). Esses compostos são muito comuns em minérios metálicos (ex.: pirites, galenas associadas a sulfetos).
  • Daí o nome: “calcogênios” significa literalmente “formadores de minérios” (calc- = minério/rocha, -gênio = gerador).
  • Para a prova: lembrar que muitos metais importantes são extraídos de minerais que contêm calcogênios (por exemplo, muitos minérios são sulfetos).

Passo 6

Característica: tendências físicas e formação de hidretos; mudança de comportamento ao descer o grupo.
  • Tendência de propriedades físicas ao longo do grupo:
    • O oxigênio é gás diatômico ( \mathrm{O}_2) a temperaturas ambientes; enxofre, selênio e telúrio são sólidos (com estruturas moleculares/reticulares diferentes). Em geral, a metallicidade aumenta ao descer o grupo.
    • Isso explica por que a reatividade e o tipo de ligação mudam: elementos maiores (Se, Te, Po) têm maior tendência a formar ligações covalente-metal ou apresentar caráter metálico.
  • Hidretos:
    • Formam-se hidretos gasosos do tipo \mathrm{H}_2\mathrm{S}, \mathrm{H}_2\mathrm{Se}, \mathrm{H}_2\mathrm{Te} (todos ácidos quando dissolvidos em água, mais fracos conforme o tamanho aumenta). Oxigênio não forma um hidreto molecular estável equivalente (a água \mathrm{H}_2\mathrm{O} é uma classe à parte, não se costuma chamar “hidreto gasoso do oxigênio” no mesmo sentido).
  • Oxiânions conhecidos:
    • Existem e são importantes em química inorgânica: \mathrm{XO}_3^{2-} (por exemplo \mathrm{SO}_3^{2-}, sulfito) e \mathrm{XO}_4^{2-} (por exemplo \mathrm{SO}_4^{2-}, sulfato). Esses ânions mostram a capacidade de formar ácidos e sais solúveis/insolúveis, importante em análises qualitativas.

Passo 7

Resumo didático rápido para decorar (útil na hora da prova)
  • Lembre-se: seis elétrons de valência → tendência a -2 ou a estados positivos usando oxidação.
  • Estados chave: -2,\\\ +2,\\\ +4,\\\ +6.
  • Compostos importantes para identificar: óxidos ácidos ( \mathrm{SO}_2,\\ \mathrm{SO}_3), hidretos ( \mathrm{H}_2\mathrm{S}), sulfetos/selenetos ( \mathrm{MS},\\ \mathrm{MSe}), e oxiânions ( \mathrm{SO}_4^{2-},\\ \mathrm{SO}_3^{2-}).
  • Nome e razão: calcogênios = formadores de minérios (ocorrência geológica em sulfetos).

Resposta

Apresentam múltiplos estados de oxidação típicos \mathrm{Nox}=-2,\\\ +2,\\\ +4,\\\ +6, resultantes de sua configuração ns^2np^4.
Formam óxidos cuja natureza é frequentemente ácida (por exemplo \mathrm{SO}_2,\\ \mathrm{SO}_3) e dão origem a oxiácidos/oxiânions ( \mathrm{XO}_3^{2-},\\ \mathrm{XO}_4^{2-}).
Têm grande tendência a formar calcogenetos (sulfetos, selenetos, teluretos) com metais e são abundantes em minérios (daí o nome “calcogênios”).
Apresentam variação de comportamento físico-químico ao descer o grupo: oxigênio é gasoso e muito eletronegativo; S, Se, Te tornam-se mais metálicos, formam hidretos \mathrm{H}_2\mathrm{X} (exceto comportamento especial da água) e mudam acidez/basicidade dos seus compostos.

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