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Lexikon der Chemie: Sauerstoff-Schwefel-Gruppe

Sauerstoff-Schwefel-Gruppe, VI. Hauptgruppe des Periodensystems mit den Elementen Sauerstoff O, Schwefel S, Selen Se und Tellur Te, den Chalkogenen, sowie Polonium Po. Im physikalischen und chem. Verhalten der Elemente beobachtet man deutliche Abstufungen (Tab.). Die Nichtmetalle Sauerstoff und Schwefel liegen unter Normalbedingungen als O2-Moleküle bzw. S8-Ringe vor. Selen und Tellur sind Halbmetalle. Selen bildet Se8-Ringe oder spiralförmige Ketten, von Tellur ist nur eine aus Te-Ketten aufgebaute Modifikation bekannt. Polonium ist ein radioaktives Metall (Halbwertszeit des langlebigsten natürlichen Isotops 20894Po: 103 Jahre). Die Oxide des Schwefels, Selens und Tellurs sind Säureanhydride. Polonium(IV)-oxid ist amphoter.

Sauerstoff-Schwefel-Gruppe. Tab.: Eigenschaften der Elemente.

O S Se Te Po
Kernladungszahl 8 16 34 52 84
Elektronenkonfiguration [He] 2s2p4 [Ne] 3s2p4 [Ar] 3d10
4s2p4
[Kr] 4d10
5s2p4
[Xe] 4f14
5d106s2p4
Atommasse 15,9994 32,064 78,96 127,60 (209)
Atomradius in pm 73 102 117 135
Elektronegativität 3,50 2,44 2,48 2,01 1,76
Dichte in g cm-3 1,49a) 2,07b) 4,81 6,25 9,196c)
F. in °C -218,4 119,0 217d) 452 252
Kp. in °C -182,962 444,674 684,9 1390 962
a) flüssiges O2 bei -183 °C; b) α-Schwefel; c) α-Polonium; d) β-Selen

Das chem. Verhalten der Elemente der S. wird durch die ihnen gemeinsame Valenzelektronenkonfiguration ns2p4 bestimmt. Während generell durch Aufnahme von zwei Elektronen eine Edelgaskonfiguration unter Bildung der Chalkogenid-Anionen (z. B. Oxid-Ionen O2-, Sulfid-Ionen S2- usw.) erreicht wird und Polonium auch kationisch aufzutreten vermag (Po4+), ist die Chemie dieser Elemente jedoch durch die Ausbildung kovalenter Bindungen charakterisiert. Die Oxidationszahl des Sauerstoffs ist dabei meist -2, nur in Ausnahmefällen -1 (H2O2, Peroxide) oder +1 (O2F2) bzw. +2 (OF2). Die bevorzugte Koordinationszahl ist ebenfalls 2, allerdings kann Sauerstoff auch Derivate der Koordinationszahl 1 (z. B. CO, CO2), 3 (z. B. H3O+, (C2H5)3O+[BF4]-) und seltener 4 (z. B. OBe4(OOCCH3)6) bilden. Schwefel, Selen und Tellur vermögen insbesondere in Kombination mit elektronegativen Elementen unter Oktetterweiterung Derivate beispielsweise mit einer 12-Elektronen-Konfiguration zu bilden (z. B. SF6, SeF6, H2SO4). Wichtige Oxidationszahlen dieser drei Elemente sind -2 (z. B. Sulfide, Selenide, Telluride), +4 (z. B. SO2, SeO2, Sulfite, Selenite, SeCl4, TeCl4) und +6 (z. B. SF6; SeF6, H2SO4, Sulfate, Selenate), wobei die Stabilität der höchsten Oxidationszahl mit steigender Ordnungszahl abnimmt. Damit in Übereinstimmung sind Sulfite Reduktionsmittel, Sulfate weitgehend redoxindifferent und Selenate wie auch Tellurate starke Oxidationsmittel. Hinsichtlich ihrer Koordinationszahlen sind die schwereren Elemente der S. sehr variabel, man kennt Verbindungen mit den Koordinationszahlen 1 bis 6, für Tellur sogar die Koordinationszahl 7 (z. B. [TeF7]-) und 8 (z. B. [TeF8]2-).

Die Elektronegativität nimmt von Sauerstoff zu Tellur deutlich ab. Die hohe Elektronegativität des Sauerstoffs ist die Ursache intensiver Wasserstoffbrückenbindungen und dadurch bewirkter Assoziationen OH-Gruppen enthaltender Verbindungen.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


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