Grupo del Oxígeno: Características generales
El grupo del oxígeno, se encuentra formado por los elementos oxígeno, azufre, selenio, teluro y polonio, con números atómicos de 8, 16, 34,52, y 84, respectivamente.
A los elementos del grupo del oxígeno se les conoce también con el nombre de calcógenos, que significa, productores de cobre, así, el sulfuro de cobre es una mena para la extracción del cobre. Incluso el selenio y el teluro se encuentran con el cobre, la plata y el oro, sin embargo, el polonio, es un elemento altamente radiactivo y pesado así como lo es el francio y el radio de los alcalinos y alcalinotérreos, respectivamente. El oxígeno sin embargo, es el elemento cabeza de grupo pero no por ello el más representativo de éste, y debe ser tratado a parte a consecuencia de su diversidad química, de donde podemos destacar su alta electronegatividad, su pequeño tamaño y su capacidad para la formación de enlaces pi.
Además, es importante destacar que el oxígeno es el tercer elemento más abundante en el universo y el más abundante en la Tierra, constituyendo aproximadamente el 46% de la masa terrestre y el 21% de su atmósfera. El oxígeno es vital para la vida en la Tierra, ya que es el principal componente del aire que respiramos y es esencial para la producción de energía en las células de nuestro cuerpo.
Así, debido a las diferencias notables del oxígeno con sus compañeros de grupo, el azufre pasa a ser el elemento más representativo de este grupo, gracias a las similitudes entre el y el resto de elementos. De manera que hablando generalmente del azufre podemos conocer características comunes al resto del grupo.
El azufre forma interacciones dπ, dando doble enlaces bastante fuertes. Al igual que sucede con el carbono, éste tiene la posibilidad de formar concatenaciones (formación de enlaces S-S). Estos enlaces termodinámicamente se rompen con facilidad y se vuelven a unir rápidamente, lo que da lugar a una mezcla de longitudes de enlace en equilibrio siempre cambiante, lo que hace que los compuestos de azufre, son muchas veces, difíciles de caracterizar con certeza. Respecto a los enlaces Se-Se y Te-Te, son más largos y más débiles que los S-S, sin embargo, hay un número de estructuras semejantes a las del azufre.
El azufre también es un elemento esencial para la vida, ya que forma parte de las proteínas, que son las moléculas que realizan la mayoría de las funciones en las células de nuestro cuerpo. Además, el azufre es un componente clave de muchas vitaminas y enzimas.
En cuanto a las aplicaciones de los elementos de éste grupo, el oxígeno reacciona de forma directa con casi todos los elementos químicos (tan sólo no lo hace con el Pt, Au, W, y gases nobles). El oxígeno posee múltiples aplicaciones: como reactivo en procesos químicos orgánicos e inorgánicos (como oxidante), en la preparación de atmósferas artificiales y en Medicina (para enfermos del aparato respiratorio y cardiaco). Se usa como oxidante (preparación de aceros Bessemer de hierro en altos hornos, de otros metales, de TiO2, y otras sustancias inorgánicas y orgánicas, depuración de aguas, etc.), y comburente (sopletes para soldadura y corte de metales, fabricación de vidrio, en cohetes, explosivos, etc.
Alguno de los compuestos más importantes del oxígeno, son el oxígeno puro, el cual se aplica como oxidante en procesos industriales; el dióxido de azufre, importante para preparar SO3. El ozono, un oxidante muy enérgico, que se utiliza en la depuración de las aguas y el aire entre otras cosas; el agua, elemento esencial para la vida en nuestro planeta o el agua oxigenada, usado como oxidante enérgico empleado como blanqueante de textiles y pasta de papel, pieles, detergentes, etc., entre otros muchos usos. Son muchos los compuestos oxigenados de interés químico e industrial, como sus óxidos, hidróxidos, oxoácidos, oxales, ácidos carboxílicos, sales, ésteres, aldehídos, cetonas, alcoholes, etc.
El cuanto al azufre, su principal aplicación es la preparación de ácido sulfúrico, aunque el azufre sea utilizado también en grandes cantidades, en la preparación de colorantes, insecticidas, herbicidas, fungicidas, productos farmacéuticos, en las industrias petrolera, papelera, metalúrgica, alimentaria, en el vulcanizado del caucho, en la fabricación de baterías eléctricas, etc. Alguno de los compuestos más importantes son el SO2 y SO3, el CS2, H2SO4, (NH4)2SO4 y el Al2(SO4)3.
El selenio viene utilizado en la fabricación de los componentes electrónicos (fotocélulas y células solares), en xerografía y como pigmento (color rojo rubí) en vidrios y esmaltes. Algunos de los compuestos más importantes del teluro son el SeO2, SeS, CdSe y WSe.
El teluro se emplea en aleaciones de cobre y hierro para hacer más maquinables dichos metales. Se usa asimismo en cerámica. Entre sus compuestos más importantes se encuentran el TeO2 y el CdTe.
Biológicamente hablando, el oxígeno y el azufre son esenciales para nuestro organismo. Ambos forman para de numerosos compuestos de interés biológico y farmacológico. El oxígeno es esencial para la respiración y innumerables reacciones bioquímicas. El azufre por su parte es uno de los constituyentes de aminoácidos tan importantes para la vida como la cisteína y la metionina, de vitaminas como la tiamina o la biotina, de antibióticos, como las penicilinas y las cefalosporinas, etc.
El selenio actualmente se considera probable que sea esencial para el sistema inmunológico, pues en enfermos del SIDA se han verificado deficiencias de selenio en plasma y eritrocitos. El teluro en cambio no posee papel biológico conocido, y el polonio al ser radiactivo tampoco se le conoce importancia biológica.
Además, es importante mencionar que el polonio es uno de los elementos más raros y peligrosos en la Tierra debido a su alta radiactividad. Se utiliza en la industria nuclear y en la fabricación de dispositivos antiestáticos. Sin embargo, debido a su alta toxicidad y radiactividad, su uso está muy restringido y se maneja con extremo cuidado.