Grupa VIA

Grupa VIA

Elementele acestei grupe, oxigenul (O₂), sulful (S), seleniul (Se), telurul (Te), si poloniul (Po) au pe stratul de valenta sase electroni. Configuratia electronica a ultimului strat este ns²np⁴.

Tendinta generala este de acceptare a doi electroni, pentru realizarea configuratiei stabile a celui mai apropiat gaz rar din sistemul periodic al elementelor.

Cu elementele electropozitive, formeaza combinatii ionice, in care elementele grupei sunt divalent negative.

Atomii elementelor isi pot completa octetul si prin formarea a doua covalente, caz in care intervin cei doi electroni p necuplati. Cu exceptia oxigenului, elementele grupei pot prezenta starea de oxidare maxima sase, corespunzatoare numarului grupei. Comportarea diferita a oxigenului, atat in stare elementara, cat si in combinatiile sale, este datorata faptului ca electronii de pe ultimul strat sunt legati puternic, din cauza sarcinii nucleare mari in raport cu raza atomica relativ mica. Datorita potentialului mare de ionizare (314 kcal/mol), oxigenul reactioneaza cu toate elementele, formand compusi in care functioneaza in starea de oxidare -2, cu exceptia fluorului (singurul element mai electronegativ decat oxigenul) unde este in starile de oxidare +1 sau +2 (F₂O, FO). Cu elementele vecine din perioada 2 (azot, carbon) oxigenul poate forma legaturi simple si duble.

Omologii oxigenului, la care numarul cuantic principal este mai mare decat 2, contin si orbitali de tip d, pe care pot fi promovati electronii exteriori. Este motivul pentru care combinatiile in care elementele grupei prezinta covalente mai mari decat 2 nu provin din stari fundamentale ale atomilor, ci hibridizate.

Atomii elementelor sulf, seleniu, si telur pot forma legaturi coordinative, avand rol de donori de electroni. Perechile de electroni care participa la realizarea acestui tip de legaturi sunt perechile de electroni din orbitalii exteriori s sau p si uneori d. Atomii elementelor din aceasta grupa, in special ai oxigenului, pot avea si rol de accepori de electroni, proprietate care se manifesta in cazul oxoacizilor. In aceste combinatii, sulful poate inlocui oxigenul, formind tioacizi, in care sulful are rol de acceptor de electroni.

Tendinta de a trece de la caracterul nemetalic (oxigen, sulf), la semimetalic (seleniu, telur) si metalic (poloniu) se observa in multe dintre proprietatile acestor elemente.

In grupa, masele atomice, punctele de topire, punctele de fierbere, razele atomice si razele ionice cresc de la oxigen la telur, scazand in acelasi sens caracterul electronegativ al elementelor.

In conditii normale de temperatura si presiune, oxigenul exista in stare diatomica, in timp ce aceasta stare este realizata de celelalte elemente ale grupei la temperaturi mai mari decat punctele lor de fierbere.

Toate elementele grupei exista in mai multe forme alotropice, care se manifesta prin diferite forme moleculare, in cazul oxigenului, si prin variatia structurii cristaline, in cazul elementelor in stare solida.

Elementele grupei reactioneaza cu hidrogenul, formand compusi de forma EH₂, a caror stabilitate diminueaza in grupa de sus in jos. Moleculele de apa, spre deosebire de hidrurile celorlalte elemente din grupa, au o tendinta pronuntata de a participa la realizarea de legaturi de hidrogen. Cu exceptia apei, acesti compusi prezinta caracter slab acid, caracter care se intensifica in grupa odata cu cresterea volumului atomic.

In urma reactiei cu oxigenul, rezulta compusi de forma EO₂ si EO₃, anhidride acide, care prin reactia cu apa conduc la obtinerea de acizi:

Reactia elementelor grupei cu metalele alcaline si alcalino-pamantoase conduce la obtinerea de compusi ionici: oxizi, sulfuri, seleniuri si telururi

Oxigenul este, din punct de vedere cantitativ, unul dintre cele mai abundente elemente de pe Pamant, existand sub forma de apa, oxizi, silicati, sulfati, carbonati etc. In stare libera, oxigenul reprezinta aproximativ 20% din atmosfera terestra, iar in apa reprezinta aproximativ 88%.

Cu exceptia gazelor rare, cu care nu reactioneaza, a halogenilor si a metalelor nobile, cu care nu se combina in mod direct, oxigenul formeza oxizi, direct, cu toate celelalte elemente din sistemul periodic.

Prin actiunea radiatiilor UV asupra moleculei de oxigen se formeaza, in straturile superioare ale atmosferei, ozonul (O₃), care are rolul de a proteja organismele vii de efectele nocive ale radiatiilor cu lungimi de unda mici, reprezentand in acelasi timp si o bariera termica.

Oxigenul este un element esential pentru viata pe planeta, asigurand respiratia organismelor aerobe, proces in urma caruia se petrece oxidarea anumitor substante organice, rezultand dioxid de carbon, apa si energie, utilizata de organisme pentru diferite functii vitale. Plantele verzi, algele si anumite microorganisme preiau dioxidul de carbon, pe care il utilizeaza in procesul de fotosinteza, pentru biosinteza de glucide. In urma acestui proces se elibereaza oxigen in atmosfera.

Diferitele tipuri de combustii, precum si putrezirea organismelor dupa moarte, se petrec tot in prezenta oxigenului. Prin putrezire, substantele organice se transforma in substante simple precum apa, dioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat sau amoniac, substante care reintra in circuitul general al substantelor naturale.

Echilibrul dintre producerea si consumul de oxigen este controlat prin procese biologice si geologice, care se petrec in stransa legatura cu circulatia carbonului in natura. Ciclul oxigenului este un ciclu biogeochimic intre cele trei mari rezervoare de oxigen: atmosfera, biosfera si litosfera.

Sulful este un element esential pentru organismele vii. Urme de sulf se gasesc in atmosfera, sub forma de dioxid de sulf, de unde plantele pot sa le absoarba prin frunza.

In organismele animale, sulful este prezent in structura aminoacizilor cisteina si metionina. Ca urmare, este prezent in toate polipeptidele, proteinele si enzimele care contin acesti aminoacizi. Cel mai mare continut de sulf il au keratinele prezente in epiderma, par si unghii. Sulful participa la reactii de oxido-reducere implicate in metabolismul organismelor vii prin gruparile tiolice libere sau eliberate in prezenta biocatalizatorilor din compusi organici (-SH din glutation de exemplu). Importante in structura proteinelor sunt puntile disulfidice dintre reziduurile de cisteina (de exemplu, in cazul proteinei-hormon insulina). Sulful intra in structura unor vitamine (tiamina, biotina), alcaloizi si uleiuri eterice.

Cercetari recente evidentiaza, pe de o parte, importanta sulfului in biosinteza cofactorilor si situsurilor active vitale din proteine si, pe de alta parte, rolul sau in mecanismele complexe in care este implicat (Akabayov et al., 2005). Sulful are rolul de a proteja celulele impotriva factorilor daunatori, cum ar fi poluarea si radiatiile daunatoare. Este implicat, de asemenea, in functionarea normala a ficatului si in incetinirea procesului de imbatranire.

In viata plantelor, sulful este un element indispensabil, pentru aprovizionarea caruia acestea si-au perfectionat mecanisme specifice, care sa coreleze necesarul cu disponibilul.

Seleniul este un microelement esential pentru functionarea enzimelor seleniu-dependente, cunoscute sub numele de selenoproteine (sunt caracterizate, pana la aceasta data, unsprezece astfel de enzime). Unele dintre aceste enzime sunt antioxidante (glutation peroxidazele), participand la reducerea efectelor nocive ale speciilor reactive de oxigen Ursini et al., 1999), iar altele (tioredoxin reductazele), la regenerarea unor sisteme antioxidante, posibil si ale vitaminei C (Holben et Smith, 1999; Mustacich, et Powis, 2000). Trei enzime diferite, seleniu-dependente, pot actiona asupra hormonilor tiroidieni activandu-i sau dezactivandu-i, mecanisme cu implicatii directe asupra metabolismului, in general, si asupra proceselor de crestere si dezvoltare, in special (Holben et Smith, 1999; Larsen, 1998). Selenoproteine, cum ar fi selenoproteinele P din plasma, proteine de transport capabile de protectie antioxidanta a celulelor epiteliale, si selenoproteinele W din muschi, cu posibil rol in metabolismul muscular, sunt in studiu.

Spre deosebire de animale, plantele nu necesita seleniu pentru supravietuire desi, atunci cind seleniul este prezent in sol, plantele incorporeaza acest element in compusi care contin sulf. Toleranta plantelor la seleniu este diferita, deosebirile fiind determinate de sistemele lor de detoxifiere in legatura cu acest element.