الكالكوجين

تُظهر عناصر الكالكوجين أنماطًا متشابهة في التوزيع الإلكتروني ، وخاصة في الأغلفة الخارجية ، حيث يكون لكل منها نفس عدد إلكترونات التكافؤ ، مما يؤدي إلى اتجاهات مماثلة في السلوك الكيميائي:

تحتوي جميع عناصر الكالكوجين على ستة إلكترونات تكافؤ . جميع عناصر الكالكوجين الصلبة والمستقرة لينة ^{[ 9 ]} ولا توصل الحرارة جيدًا. ^{[ 3 ]} تقل الكهرسلبية باتجاه عناصر الكالكوجين ذات الأعداد الذرية الأعلى. تميل الكثافة ودرجات الانصهار والغليان ونصف القطر الذري والأيوني ^{[ 10 ]} إلى الزيادة باتجاه عناصر الكالكوجين ذات الأعداد الذرية الأعلى. ^{[ 3 ]}

من بين عناصر الكالكوجين الستة المعروفة، يمتلك عنصر واحد (الأكسجين) عددًا ذريًا يساوي العدد السحري النووي ، مما يعني أن أنويته الذرية تميل إلى امتلاك استقرار متزايد ضد التحلل الإشعاعي. ^{[ 11 ]} للأكسجين ثلاثة نظائر مستقرة، و14 نظيرًا غير مستقر. للكبريت أربعة نظائر مستقرة، و20 نظيرًا مشعًا، ونظير واحد . للسيلينيوم ستة نظائر مستقرة أو شبه مستقرة، و26 نظيرًا مشعًا، و9 نظائر. للتيلوريوم ثمانية نظائر مستقرة أو شبه مستقرة، و31 نظيرًا غير مستقر، و17 نظيرًا. للبولونيوم 42 نظيرًا، جميعها غير مستقرة. ^{[ 12 ]} وله 28 نظيرًا إضافيًا. ^{[ ٢ ]} بالإضافة إلى النظائر المستقرة، توجد بعض نظائر الكالكوجين المشعة في الطبيعة، إما لأنها نواتج تحلل، مثل البولونيوم ^-٢١٠ ، أو لأنها نظائر بدائية ، مثل السيلينيوم ^-٨٢ ، أو بسبب التفتت الناتج عن الأشعة الكونية ، أو عن طريق الانشطار النووي لليورانيوم. وقد تم اكتشاف نظائر الليفرموريوم من الليفرموريوم ^-٢٨٨ إلى الليفرموريوم ^-٢٩٣ ؛ وأكثر نظائر الليفرموريوم استقرارًا هو الليفرموريوم ^-٢٩٣ ، الذي يبلغ عمر النصف له ٠.٠٦١ ثانية. ^{[ ٢ ] [ ١٣ ]}

باستثناء الليفرموريوم، تحتوي جميع عناصر الكالكوجين على نظير مشع واحد على الأقل موجود بشكل طبيعي : الأكسجين يحتوي على آثار ^{من 15} O، والكبريت يحتوي على آثار من ³⁵ S، والسيلينيوم يحتوي على ⁸² Se، والتيلوريوم يحتوي على ¹²⁸ Te و ¹³⁰ Te، والبولونيوم يحتوي على ²¹⁰ Po.

من بين عناصر الكالكوجين الأخف (الأكسجين والكبريت)، تخضع النظائر الأقل كثافةً بالنيوترونات لانبعاث البروتونات ، بينما تخضع النظائر الأقل كثافةً بالنيوترونات لاحتجاز الإلكترونات أو اضمحلال بيتا ^الموجب ، وتخضع النظائر الأكثر كثافةً بالنيوترونات لاضمحلال بيتا السالب ^، أما النظائر الأكثر كثافةً بالنيوترونات فتخضع لانبعاث النيوترونات . وتتشابه ميول اضمحلال عناصر الكالكوجين المتوسطة (السيلينيوم والتيلوريوم) مع ميول اضمحلال عناصر الكالكوجين الأخف، ولكن لم تُلاحظ أي نظائر باعثة للبروتونات، كما تخضع بعض نظائر التيلوريوم الأقل كثافةً بالنيوترونات لاضمحلال ألفا . وتميل نظائر البولونيوم إلى الاضمحلال عبر اضمحلال ألفا أو بيتا. ^{[ 14 ]} وتُعد النظائر ذات اللف المغزلي النووي غير الصفري أكثر وفرةً في الطبيعة بين عناصر الكالكوجين السيلينيوم والتيلوريوم مقارنةً بالكبريت. ^{[ 15 ]}

أكثر أشكال الأكسجين شيوعًا هو الأكسجين ثنائي الذرة، أو O₂ _، وهو جزيء بارامغناطيسي نشط يوجد في جميع الكائنات الحية الهوائية ، وله لون أزرق في حالته السائلة . ومن أشكاله الأخرى O₃ _، أو الأوزون ، وهو عبارة عن ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة معًا بشكل منحني. كما يوجد شكل آخر يُسمى الأكسجين الرباعي ، أو O₄ _، [ ^{17 ] وستة} أشكال للأكسجين الصلب ، بما في ذلك "الأكسجين الأحمر"، الذي صيغته _O₈ . ^{[ 18 ]}

للكبريت أكثر من 20 شكلاً متآصلاً معروفاً، وهو عدد يفوق أي عنصر آخر باستثناء الكربون . ^{[ 19 ]} أكثر الأشكال المتآصلة شيوعاً هي تلك التي تتكون من حلقات ثمانية الذرات، ولكن توجد أيضاً أشكال متآصلة جزيئية أخرى تحتوي على ذرتين فقط أو ما يصل إلى 20 ذرة. من بين الأشكال المتآصلة البارزة الأخرى للكبريت، الكبريت المعيني والكبريت أحادي الميل . يُعد الكبريت المعيني الشكل الأكثر استقراراً من الكبريت أحادي الميل. يتخذ الكبريت أحادي الميل شكل إبر طويلة ويتكون عند تبريد الكبريت السائل إلى ما دون درجة انصهاره بقليل. عادةً ما تكون ذرات الكبريت السائل على شكل سلاسل طويلة، ولكن عند درجة حرارة أعلى من 190  درجة مئوية، تبدأ هذه السلاسل بالتفكك. إذا تم تجميد  الكبريت السائل بسرعة كبيرة عند درجة حرارة أعلى من 190 درجة مئوية ، فإن الكبريت الناتج يكون غير متبلور أو "لدين". الكبريت الغازي هو خليط من الكبريت ثنائي الذرة (S2 ₎ وحلقات مكونة من 8 ذرات. ^{[ 20 ]}

للسيلينيوم ثمانية أشكال تآصلية متميزة على الأقل. ^{[ 21 ]} الشكل الرمادي، الذي يُشار إليه عادةً بالشكل "المعدني"، على الرغم من أنه ليس معدنًا، إلا أنه مستقر وله بنية بلورية سداسية . يتميز الشكل الرمادي للسيلينيوم بنعومته، حيث تبلغ صلابته 2 على مقياس موس ، وهو هش. أما الأشكال التآصلية الأربعة الأخرى للسيلينيوم فهي شبه مستقرة . وتشمل هذه الأشكال شكلين أحمرين أحاديي الميل، وشكلين غير متبلورين ، أحدهما أحمر والآخر أسود. ^{[ 22 ]} يتحول الشكل الأحمر إلى الشكل الأسود عند تعرضه للحرارة. يتكون الشكل الرمادي للسيلينيوم من حلزونات على ذرات السيلينيوم، بينما يتكون أحد الشكلين الأحمرين من أكوام من حلقات السيلينيوم (Se8 ₎ . ^{[ 2 ]}

لا يُعرف عن التيلوريوم أي أشكال متآصلة، ^{[ 23 ]} على الرغم من أن شكله النموذجي سداسي. أما البولونيوم، فله شكلان متآصلان، يُعرفان باسم ألفا-بولونيوم وبيتا-بولونيوم. ^{[ 24 ]} يتميز ألفا-بولونيوم ببنية بلورية مكعبة، ويتحول إلى بيتا-بولونيوم المعيني عند درجة حرارة 36  ​​درجة مئوية. ^{[ 2 ]}

تتميز عناصر الكالكوجين ببنية بلورية متنوعة. فالأكسجين ذو بنية بلورية أحادية الميل ، والكبريت ذو بنية بلورية معينية قائمة ، والسيلينيوم والتيلوريوم ذو بنية بلورية سداسية ، بينما البولونيوم ذو بنية بلورية مكعبة . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

الأكسجين والكبريت والسيلينيوم عناصر لا فلزية ، بينما التيلوريوم شبه فلز ، أي أن خواصه الكيميائية تقع بين خواص الفلزات واللافلزات. ^{[ 4 ]} ولا يزال تصنيف البولونيوم، فلزًا أم شبه فلز، غير مؤكد. تشير بعض المصادر إليه كشبه فلز، ^{[ 2 ] [ 25 ]} على الرغم من امتلاكه بعض الخواص الفلزية. كما تُظهر بعض متآصلات السيلينيوم خصائص شبه الفلز، ^{[ 26 ]} مع أن السيلينيوم يُعتبر عادةً لا فلزًا. وعلى الرغم من أن الأكسجين من عناصر الكالكوجين، إلا أن خواصه الكيميائية تختلف عن خواص عناصر الكالكوجين الأخرى. أحد أسباب هذا الاختلاف هو أن عناصر الكالكوجين الأثقل تحتوي على مدارات d فارغة . كما أن كهرسلبية الأكسجين أعلى بكثير من كهرسلبية عناصر الكالكوجين الأخرى، مما يجعل استقطابيته الكهربائية أقل بعدة مرات من استقطابية عناصر الكالكوجين الأخرى. ^{[ 15 ]}

في الرابطة التساهمية، _قد يستقبل عنصر الكالكوجين إلكترونين وفقًا لقاعدة الثمانية ، تاركًا زوجين من الإلكترونات غير الرابطة . عندما تُكوّن الذرة رابطتين أحاديتين ، فإنهما تُشكلان زاوية تتراوح بين 90° و120° . في الكاتيونات أحادية الشحنة الموجبة ، مثل H₃O⁺ ^، يُكوّن عنصر الكالكوجين ثلاثة مدارات جزيئية مُرتبة على شكل هرم ثلاثي، بالإضافة إلى زوج إلكتروني غير رابط. كما تُعد الروابط الثنائية شائعة في مركبات الكالكوجين، كما في الكالكوجينات (انظر أدناه).

يبلغ عدد تأكسد مركبات الكالكوجين الأكثر شيوعًا مع المعادن الموجبة -2. ومع ذلك، يقل ميل الكالكوجينات لتكوين مركبات في حالة -2 كلما اتجهنا نحو الكالكوجينات الأثقل. [27] توجد أعداد تأكسد أخرى، مثل -1 في البيريت والبيروكسيد . ^{أعلى عدد تأكسد} رسمي هو +6 . [ 3 ^{] يوجد هذا} العدد في الكبريتات والسيلينات والتيلورات والبولونات والأحماض المقابلة لها، مثل حمض الكبريتيك .

الأكسجين هو العنصر الأكثر كهرسلبية بعد الفلور ، ويُكوّن مركبات مع جميع العناصر الكيميائية تقريبًا، بما في ذلك بعض الغازات النبيلة . يرتبط الأكسجين عادةً بالعديد من الفلزات وأشباه الفلزات لتكوين أكاسيد ، مثل أكسيد الحديد ، وأكسيد التيتانيوم ، وأكسيد السيليكون . حالة الأكسدة الأكثر شيوعًا للأكسجين هي -2، كما أن حالة الأكسدة -1 شائعة نسبيًا. ^{[ 3 ]} يتفاعل الأكسجين مع الهيدروجين لتكوين الماء وبيروكسيد الهيدروجين . تُعدّ مركبات الأكسجين العضوية شائعة في الكيمياء العضوية .

حالات أكسدة الكبريت هي -2، +2، +4، و+6. غالبًا ما تحمل نظائر مركبات الأكسجين المحتوية على الكبريت البادئة ثيو- . تتشابه كيمياء الكبريت مع كيمياء الأكسجين في نواحٍ عديدة. أحد الاختلافات هو أن الروابط الثنائية بين ذرات الكبريت أضعف بكثير من الروابط الثنائية بين ذرات الأكسجين، بينما الروابط الأحادية بين ذرات الكبريت أقوى من الروابط الأحادية بين ذرات الأكسجين. ^{[ 28 ]} تتميز مركبات الكبريت العضوية، مثل الثيولات، برائحة نفاذة مميزة، ويستخدم بعضها من قبل بعض الكائنات الحية. ^{[ 2 ]}

حالات أكسدة السيلينيوم هي -2، +4، و+6. يرتبط السيلينيوم، كمعظم عناصر الكالكوجين، بالأكسجين. ^{[ 2 ]} توجد بعض مركبات السيلينيوم العضوية ، مثل البروتينات السيلينية . حالات أكسدة التيلوريوم هي -2، +2، +4، و+6. ^{[ 3 ]} يُكوّن التيلوريوم أكاسيد التيلوريوم: أحادي أكسيد التيلوريوم ، وثاني أكسيد التيلوريوم ، وثلاثي أكسيد التيلوريوم . ^{[ 2 ]} حالات أكسدة البولونيوم هي +2 و+4. ^{[ 3 ]}

توجد العديد من الأحماض التي تحتوي على الكالكوجينات، بما في ذلك حمض الكبريتيك، وحمض الكبريتوز ، وحمض السيلينيك ، وحمض التيلوريك . جميع كالكوجينيدات الهيدروجين سامة باستثناء الماء . ^{[ 29 ] [ 30 ]} غالبًا ما توجد أيونات الأكسجين على شكل أيونات أكسيد ( O²⁻ )، وأيونات بيروكسيد ⁽ O²⁻² )، وأيونات هيدروكسيد ( OH⁻ ⁾ . ^أما أيونات الكبريت فتوجد _عادةً على شكل كبريتيدات ( S²⁻ ) ، وبيسلفيدات ( SH⁻ ⁾ ، وكبريتيتات ( SO₂⁻³ ) ، وكبريتات ( SO₂⁻⁴ ) ، وثيوكبريتات ( S₂O₂⁻³ ) . توجد أيونات السيلينيوم عادةً على شكل سيلينيدات ( Se²⁻ )، وسيلينيتات ( SeO₂⁻ ) ، وسيلينات ( SeO₂⁻ ) ^{. أما} أيونات التيلوريوم فتوجد غالبًا على شكل تيلورات ( TeO₂⁻ ). ^[ 3 ^] وتُعد الجزيئات التي تحتوي على فلز مرتبط بعناصر الكالكوجين شائعة في المعادن. فعلى سبيل المثال، ^{البيريت} ( FeS₂ ₎ هو خام حديد ، أما معدن الكالافيريت النادر فهو ثنائي التيلوريد ( Au , Ag ) Te₂ _.

على الرغم من إمكانية تعريف جميع عناصر المجموعة 16 من الجدول الدوري، بما في ذلك الأكسجين، بأنها كالكوجينات، إلا أنه عادةً ما يتم التمييز بين الأكسجين وأكاسيده وبين الكالكوجينات والكالكوجينيدات . ويُستخدم مصطلح الكالكوجينيد بشكل أكثر شيوعًا للإشارة إلى الكبريتيدات والسيلينيدات والتيلوريدات ، وليس للأكاسيد . ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

باستثناء البولونيوم، تتشابه جميع عناصر الكالكوجين إلى حد كبير من الناحية الكيميائية. وتُشكّل جميعها أيونات X ²⁻ عند تفاعلها مع المعادن الكهروإيجابية . ^{[ 27 ]}

تنتج المعادن الكبريتية والمركبات المماثلة غازات عند تفاعلها مع الأكسجين. ^{[ 34 ]}

تُشكّل عناصر الكالكوجين أيضًا مركبات مع الهالوجينات تُعرف باسم هاليدات الكالكوجين . تُعدّ غالبية هاليدات الكالكوجين البسيطة معروفةً على نطاق واسع وتُستخدم على نطاق واسع ككواشف كيميائية . مع ذلك، فإنّ هاليدات الكالكوجين الأكثر تعقيدًا، مثل هاليدات السلفينيل والسلفونيل والسلفوريل، أقل شهرةً في الأوساط العلمية. من بين المركبات التي تتكون كليًا من الكالكوجينات والهالوجينات، يوجد ما مجموعه 13 نوعًا من فلوريدات الكالكوجين، وتسعة أنواع من كلوريدات الكالكوجين، وثمانية أنواع من بروميدات الكالكوجين، وستة أنواع من يوديدات الكالكوجين المعروفة. غالبًا ما تُظهر هاليدات الكالكوجين الأثقل تفاعلات جزيئية قوية. تُعتبر فلوريدات الكبريت ذات التكافؤ المنخفض غير مستقرة نسبيًا، ولا يُعرف الكثير عن خصائصها. في المقابل، تُعتبر فلوريدات الكبريت ذات التكافؤ العالي، مثل سداسي فلوريد الكبريت ، مستقرة ومعروفة جيدًا. يُعدّ رباعي فلوريد الكبريت من فلوريدات الكبريت المعروفة. وقد تم إنتاج بعض فلوريدات السيلينيوم، مثل ثنائي فلوريد السيلينيوم ، بكميات ضئيلة. وتُعرف البنية البلورية لكل من رباعي فلوريد السيلينيوم ورباعي فلوريد التيلوريوم . كما دُرست كلوريدات وبروميدات الكالكوجين. وعلى وجه الخصوص، يمكن أن يتفاعل ثنائي كلوريد السيلينيوم وثنائي كلوريد الكبريت لتكوين مركبات سيلينيوم عضوية . ومن المعروف أيضًا وجود ثنائي هاليدات ثنائي الكالكوجين، مثل Se₂Cl₂ _{. وهناك} أيضًا مركبات مختلطة من الكالكوجين والهالوجين، منها SeSX₂ ، _حيث X هو الكلور أو البروم. ^{[ 35 ]} ويمكن أن تتكون هذه المركبات في مخاليط من ثنائي كلوريد الكبريت وهاليدات السيلينيوم. ^{[ 35 ]} تم تحديد التركيب البنيوي لهذه المركبات حديثًا نسبيًا، اعتبارًا من عام 2008. وبشكل عام، تُعد كلوريدات وبروميدات ثنائي السيلينيوم وثنائي الكبريت كواشف كيميائية مفيدة. تذوب هاليدات الكالكوجين المرتبطة بذرات معدنية في المحاليل العضوية. _ومن الأمثلة على هذه المركبات MoS₂Cl₃ _. على عكس كلوريدات وبروميدات السيلينيوم، لم يتم عزل يوديدات السيلينيوم حتى عام 2008، على الرغم _من أنه من المحتمل وجودها في المحلول. ومع ذلك، يوجد ثنائي يوديد ثنائي السيلينيوم في حالة توازن مع ذرات السيلينيوم وجزيئات اليود. تشكل بعض هاليدات التيلوريوم ذات التكافؤ المنخفض، مثل Te₂Cl₂ وTe₂Br₂ _، بوليمرات في _الحالة الصلبة . _ويمكن تصنيع هاليدات التيلوريوم هذه عن طريق اختزال التيلوريوم النقي بـيُحضّر التيلوريوم باستخدام الهيدريد الفائق، ويُفاعل الناتج مع رباعي هاليدات التيلوريوم. تميل ثنائي هاليدات التيلوريوم إلى أن تصبح أقل استقرارًا كلما انخفض العدد الذري والكتلة الذرية للهاليدات. كما يُكوّن التيلوريوم يوديدات تحتوي على عدد أقل من ذرات اليود مقارنةً بثنائي اليوديد، ومنها TeI وTe₂I. _تتميز هذه المركبات ببنية ممتدة في الحالة الصلبة. يمكن للهالوجينات والكالكوجينات أيضًا تكوين أنيونات هالوكالكوجينات . ^{[ 32 ]}

تحتوي الكحولات والفينولات والمركبات المشابهة الأخرى على الأكسجين. أما في الثيولات والسيلينولات والتيلورولات ، فيحل الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم محل الأكسجين. وتُعد الثيولات أكثر شيوعًا من السيلينولات والتيلورولات. وبصرف النظر عن الكحولات، تُعد الثيولات أكثر مركبات الكالكوجين استقرارًا، بينما تُعد التيلورولات الأقل استقرارًا، إذ تتأثر بالحرارة والضوء. تشمل مركبات الكالكوجين العضوية الأخرى الثيوإيثرات والسيلينوإيثرات والتيلوروإيثرات . بعض هذه المركبات، مثل ثنائي ميثيل الكبريتيد وثنائي إيثيل الكبريتيد وثنائي بروبيل الكبريتيد ، متوفر تجاريًا. تأتي السيلينوإيثرات على شكل R₂Se أو _R₂SeR . تُحضر التيلوروإيثرات، مثل ثنائي ميثيل تيلوريد، عادةً بنفس طريقة تحضير الثيوإيثرات والسيلينوإيثرات. تميل مركبات الكالكوجين العضوية، وخاصة مركبات الكبريت العضوية، إلى أن تكون ذات رائحة كريهة. يتميز ثنائي ميثيل التيلورايد برائحة كريهة أيضًا، ^{[ 36 ]} ويُعرف السيلينوفينول برائحته النفاذة. ^{[ 37 ]} وهناك أيضًا الثيوكيتونات ، والسيلينوكيتونات ، والتيلوروكيتونات . ومن بينها، تُعد الثيوكيتونات الأكثر دراسة ، حيث تُشكل 80% من الأبحاث المنشورة حول الكالكوجينوكيتونات. وتُشكل السيلينوكيتونات 16% من هذه الأبحاث، بينما تُشكل التيلوروكيتونات 4% منها. تتمتع الثيوكيتونات بخصائص كهربائية وضوئية غير خطية مدروسة جيدًا. وتُعد السيلينوكيتونات أقل استقرارًا من الثيوكيتونات، والتيلوروكيتونات أقل استقرارًا من السيلينوكيتونات. وتتميز التيلوروكيتونات بأعلى مستوى من القطبية بين الكالكوجينوكيتونات. ^{[ 32 ]}

يوجد عدد كبير جدًا من كالكوجينيدات المعادن. كما توجد مركبات ثلاثية تحتوي على فلزات قلوية وفلزات انتقالية . تحتوي كالكوجينيدات المعادن الغنية جدًا بالفلزات، مثل Lu₇Te وLu₈Te _، على نطاقات في الشبكة البلورية للفلز تحتوي على ذرات الكالكوجين. على الرغم من وجود هذه المركبات، لم يتم اكتشاف مواد كيميائية مماثلة تحتوي على اللانثانوم ، أو البراسيوديميوم ، أو الغادولينيوم ، أو _{الهولميوم} ، أو التيربيوم ، أو الإيتربيوم _، حتى عام 2008. تشكل فلزات مجموعة البورون ، الألومنيوم والغاليوم والإنديوم ، روابط مع الكالكوجينات أيضًا. يشكل أيون Ti³⁺ ^{ثنائيات} كالكوجينيد مثل Ti₃Tl₅Se₈ . _توجد ثنائيات كالكوجينيد المعادن أيضًا ^على شكل تيلوريدات أقل، مثل _Zr₅Te₆ . ^[ ₃₂ ^]

تتفاعل عناصر الكالكوجين مع بعض مركبات اللانثانيدات لتكوين تجمعات لانثانيدية غنية بالكالكوجين. كما توجد مركبات كالكوجينول اليورانيوم (IV). وهناك أيضًا كالكوجينولات المعادن الانتقالية التي لديها القدرة على العمل كمحفزات وتثبيت الجسيمات النانوية . ^{[ 32 ]}

خضعت المركبات التي تحتوي على روابط بين الكالكوجين والفوسفور للدراسة والبحث لأكثر من 200 عام. تشمل هذه المركبات كالكوجينيدات الفوسفور البسيطة، بالإضافة إلى جزيئات كبيرة ذات وظائف بيولوجية، ومركبات الكالكوجين والفوسفور التي تحتوي على تجمعات معدنية. لهذه المركبات تطبيقات عديدة، منها مبيدات الحشرات الفوسفاتية العضوية، وأعواد الثقاب سريعة الاشتعال، والنقاط الكمومية . وقد تم اكتشاف 130,000 مركب يحتوي على رابطة واحدة على الأقل بين الفوسفور والكبريت، و6000 مركب يحتوي على رابطة واحدة على الأقل بين الفوسفور والسيلينيوم، و350 مركبًا يحتوي على رابطة واحدة على الأقل بين الفوسفور والتيلوريوم. ويعود انخفاض عدد مركبات الكالكوجين والفوسفور كلما اتجهنا لأسفل الجدول الدوري إلى ضعف الروابط. تميل هذه المركبات إلى احتواء ذرة فوسفور واحدة على الأقل في المركز، محاطة بأربع ذرات كالكوجين وسلاسل جانبية . مع ذلك، تحتوي بعض مركبات الفوسفور-الكالكوجين أيضًا على الهيدروجين (مثل كالكوجينيدات الفوسفين الثانوية ) أو النيتروجين (مثل ثنائي كالكوجينوإيميدوديفوسفات). عادةً ما تكون سيلينيدات الفوسفور أصعب في التعامل من كبريتيدات الفوسفور، ولم تُكتشف مركبات بالصيغة PₓTeᵧ _{. ترتبط الكالكوجينات أيضًا مع} عناصر البنيكتوجين الأخرى ، مثل الزرنيخ والأنتيمون والبزموت . تميل بنيكتيدات الكالكوجين الأثقل إلى تكوين بوليمرات شبيهة بالشرائط بدلًا من _{جزيئات منفردة} . تشمل الصيغ الكيميائية لهذه المركبات Bi₂S₃ _و Sb₂Se₃ _{. كما} تُعرف بنيكتيدات الكالكوجين _{الثلاثية} ، ومن أمثلتها P₄O₆Se _و P₃SbS₃ _{. توجد} أيضًا أملاح تحتوي على الكالكوجينات والبنيكتوجينات . تتخذ معظم أملاح البنيكتيدات الكالكوجينية عادةً الصيغة [Pn _x E _4x ] ³⁻ ، حيث Pn هو أحد عناصر البنيكتوجين وE هو أحد عناصر الكالكوجين. تتفاعل الفوسفينات الثلاثية مع الكالكوجينات لتكوين مركبات على الصيغة R ₃ PE، حيث E هو أحد عناصر الكالكوجين. تكون هذه المركبات مستقرة نسبيًا عندما يكون E هو الكبريت، ولكنها أقل استقرارًا عندما يكون E هو السيلينيوم أو التيلوريوم. وبالمثل، تتفاعل الفوسفينات الثانوية مع الكالكوجينات لتكوين فوسفينات الكالكوجين الثانوية. مع ذلك، تكون هذه المركبات في حالة توازن مع حمض الكالكوجينوفوسفينوس. تُعد فوسفينات الكالكوجين الثانوية أحماضًا ضعيفة . ^{[ 32 ]}مركبات ثنائية تتكون من الأنتيمون أو الزرنيخ وعنصر من عناصر الكالكوجين. تميل هذه المركبات إلى أن تكون ملونة ويمكن تكوينها عن طريق تفاعل العناصر المكونة لها عند درجات حرارة تتراوح بين 500 و900 درجة مئوية (932 إلى 1652 درجة فهرنهايت) . ^{[ 38 ]}  

تُشكّل الكالكوجينات روابط أحادية وثنائية مع عناصر أخرى من مجموعة الكربون غير الكربون ، مثل السيليكون والجرمانيوم والقصدير . تتشكل هذه المركبات عادةً من تفاعل هاليدات مجموعة الكربون مع أملاح الكالكوجينول أو قواعد الكالكوجينول . توجد مركبات حلقية تحتوي على الكالكوجينات وعناصر مجموعة الكربون وذرات البورون، وتنتج عن تفاعل ثنائي كالكوجينات البورون مع هاليدات فلزات مجموعة الكربون. تم اكتشاف مركبات على شكل ME، حيث M هو السيليكون أو الجرمانيوم أو القصدير، وE هو الكبريت أو السيلينيوم أو التيلوريوم. تتشكل هذه المركبات عند تفاعل هيدريدات مجموعة الكربون أو عند تفاعل نظائر أثقل من الكاربينات . يمكن للكبريت والتيلوريوم الارتباط بمركبات عضوية تحتوي على كل من السيليكون والفوسفور. ^{[ 32 ]}

تُشكّل جميع عناصر الكالكوجين هيدريدات . في بعض الحالات، يحدث هذا عندما ترتبط الكالكوجينات بذرتي هيدروجين. ^{[ 2 ]} مع ذلك، فإن هيدريد التيلوريوم وهيدريد البولونيوم كلاهما متطاير وغير مستقر . ^{[ 39 ]} كذلك، يمكن للأكسجين أن يرتبط بالهيدروجين بنسبة 1:1 كما في بيروكسيد الهيدروجين ، لكن هذا المركب غير مستقر. ^{[ 27 ]}

تُشكّل مركبات الكالكوجين عددًا من المركبات بين الكالكوجينات . على سبيل المثال، يُشكّل الكبريت ثاني أكسيد الكبريت وثالث أكسيد الكبريت السامين . ^{[ 27 ]} كما يُشكّل التيلوريوم أكاسيد. وهناك أيضًا بعض كبريتيدات الكالكوجين، ومنها كبريتيد السيلينيوم ، وهو أحد مكونات بعض أنواع الشامبو . ^{[ 4 ]}

منذ عام 1990، تم اكتشاف عدد من البوريدات المرتبطة بعناصر الكالكوجين. تتكون عناصر الكالكوجين في هذه المركبات في الغالب من الكبريت، على الرغم من أن بعضها يحتوي على السيلينيوم بدلاً منه. أحد هذه البوريدات الكالكوجينية يتكون من جزيئين من ثنائي ميثيل الكبريتيد مرتبطين بجزيء بورون-هيدروجين. تشمل مركبات البورون-الكالكوجين المهمة الأخرى _{الأنظمة} متعددة السطوح الكبيرة . تميل هذه المركبات إلى احتواء الكبريت كعنصر كالكوجين. توجد أيضًا بوريدات كالكوجينية تحتوي على عنصرين أو ثلاثة أو أربعة عناصر كالكوجين. يحتوي العديد منها على الكبريت ، لكن بعضها، مثل Na₂B₂Se₇ _، يحتوي على _{السيلينيوم} بدلاً منه. ^{[ 40 ]}

عُرف الكبريت منذ العصور القديمة ، وذُكر في الكتاب المقدس خمس عشرة مرة. كان معروفًا لدى الإغريق القدماء ، واستخرجه الرومان القدماء بكثرة . وفي العصور الوسطى، كان عنصرًا أساسيًا في التجارب الكيميائية . وفي القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، أثبت العالمان جوزيف لويس غاي لوساك ولويس جاك تينارد أن الكبريت عنصر كيميائي. ^{[ 2 ]}

واجهت المحاولات المبكرة لفصل الأكسجين عن الهواء صعوباتٍ جمة، إذ كان يُعتقد أن الهواء عنصرٌ واحد حتى القرنين السابع عشر والثامن عشر. وقد نجح كلٌ من روبرت هوك ، وميخائيل لومونوسوف ، وأولي بورش ، وبيير بايدن في إنتاج الأكسجين، لكنهم لم يدركوا ذلك في حينه. اكتُشف الأكسجين على يد جوزيف بريستلي عام ١٧٧٤ عندما سلط ضوء الشمس على عينة من أكسيد الزئبق وجمع الغاز الناتج. وكان كارل فيلهلم شيل قد أنتج الأكسجين عام ١٧٧١ بالطريقة نفسها، لكنه لم ينشر نتائجه إلا عام ١٧٧٧. ^{[ ٢ ]}

اكتُشف التيلوريوم لأول مرة عام 1783 على يد فرانز جوزيف مولر فون رايخنشتاين . اكتشفه مولر في عينة مما يُعرف اليوم باسم الكالافيريت. افترض مولر في البداية أن العينة كانت من الأنتيمون النقي، لكن الاختبارات التي أجراها عليها لم تؤكد ذلك. ثم خمّن مولر أن العينة كانت من كبريتيد البزموت ، لكن الاختبارات أكدت أنها ليست كذلك. لسنوات، فكّر مولر في الأمر مليًا. وفي النهاية، أدرك أن العينة كانت ذهبًا مرتبطًا بعنصر مجهول. في عام 1796، أرسل مولر جزءًا من العينة إلى الكيميائي الألماني مارتن كلابروث ، الذي قام بتنقية العنصر غير المكتشف. قرر كلابروث تسمية العنصر بالتيلوريوم، نسبةً إلى الكلمة اللاتينية التي تعني الأرض. ^{[ 2 ]}

اكتُشف السيلينيوم عام 1817 على يد يونس جاكوب بيرزيليوس . لاحظ بيرزيليوس رواسب بنية محمرة في مصنع لإنتاج حمض الكبريتيك. كان يُعتقد أن العينة تحتوي على الزرنيخ. ظن بيرزيليوس في البداية أن الرواسب تحتوي على التيلوريوم، لكنه أدرك لاحقًا أنها تحتوي أيضًا على عنصر جديد، أطلق عليه اسم السيلينيوم نسبةً إلى إلهة القمر اليونانية سيليني. ^{[ 2 ] [ 41 ]}

كانت ثلاثة من عناصر الكالكوجين (الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم) جزءًا من اكتشاف الدورية ، إذ إنها من بين سلسلة من ثلاثيات العناصر في المجموعة نفسها التي لاحظ يوهان فولفغانغ دوبراينر تشابه خصائصها. ^{[ 11 ]} في حوالي عام 1865، نشر جون نيولاندز سلسلة من الأبحاث رتب فيها العناصر حسب تزايد وزنها الذري وخصائصها الفيزيائية والكيميائية المتشابهة التي تتكرر على فترات ثمانية؛ وشبه هذه الدورية بأوكتافات الموسيقى . ^{[ 42 ] [ 43 ]} تضمنت نسخته "المجموعة ب" التي تتكون من الأكسجين والكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم والأوزميوم .

بعد عام 1869، اقترح ديمتري مندليف جدوله الدوري واضعًا الأكسجين في أعلى "المجموعة السادسة" فوق الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم. [ ^{44 ] أُدرج} الكروم والموليبدينوم والتنغستن واليورانيوم أحيانًا في هذه المجموعة، ولكن أُعيد ترتيبها لاحقًا كجزء من المجموعة السادسة ب ؛ ثم نُقل اليورانيوم إلى سلسلة الأكتينيدات . جُمع الأكسجين، إلى جانب الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم، ولاحقًا البولونيوم، في المجموعة السابعة أ ، إلى أن غُيّر اسم المجموعة إلى المجموعة 16 في عام 1988. ^{[ 45 ]}

في أواخر القرن التاسع عشر، اكتشف ماري كوري وبيير كوري أن عينة من خام اليورانيوم (البيتشبلند) تُصدر إشعاعًا يزيد أربعة أضعاف عما يُمكن تفسيره بوجود اليورانيوم وحده. جمع الزوجان كوري عدة أطنان من خام اليورانيوم (البيتشبلند) وقاما بتنقيته لعدة أشهر حتى حصلا على عينة نقية من البولونيوم. تم الاكتشاف رسميًا عام ١٨٩٨. قبل اختراع مُسرّعات الجسيمات، كانت الطريقة الوحيدة لإنتاج البولونيوم هي استخلاصه على مدى عدة أشهر من خام اليورانيوم. ^{[ ٢ ]}

جرت المحاولة الأولى لإنتاج الليفرموريوم في مختبر لورانس بيركلي الوطني (LBNL) بين عامي 1976 و1977 ، حيث تم قصف ذرات الكوريوم-248 بذرات الكالسيوم-48، لكن المحاولة باءت بالفشل. بعد عدة محاولات فاشلة في أعوام 1977 و1998 و1999 من قبل فرق بحثية في روسيا وألمانيا والولايات المتحدة، تم إنتاج الليفرموريوم بنجاح في عام 2000 في المعهد المشترك للأبحاث النووية عن طريق قصف ذرات الكوريوم -248 بذرات الكالسيوم-48. عُرف العنصر آنذاك باسم أونونهكسيوم حتى تم تسميته رسميًا بالليفرموريوم في عام 2012. ^{[ 2 ]}

في القرن التاسع عشر، اقترح يونس جاكوب بيرزيليوس تسمية عناصر المجموعة 16 بـ"الأمفيجينات" ^{[ 46 ]،} نظرًا لأن هذه العناصر تُكوّن أملاحًا أمفيدية (أملاح الأحماض الأكسجينية [ ^{47 ] [ 48 ]، والتي} كانت تُعتبر سابقًا مُكوّنة من أكسيدين، أحدهما حمضي والآخر قاعدي). شاع استخدام هذا المصطلح في أوائل القرن التاسع عشر، ولكنه أصبح الآن مُهملًا ^{[ 46 ]} . يُشتق اسم الكالكوجين من الكلمتين اليونانيتين χαλκος ( شالكوس ، وتعني حرفيًا " النحاس "، ولكن كان يُستخدم المصطلح أيضًا للدلالة على البرونز والنحاس الأصفر وأي معدن بالمعنى الشعري والخام والعملة ^{[ 49 ]} )، و γενές ( جينيس ، وتعني مولود [ ^{50 ] ،} أو جنس، أو إشعال، أو إنتاج). ^{[ 51 ] [ 52 ]} استُخدم المصطلح لأول مرة عام 1932 من قِبل مجموعة فيلهلم بيلتز في جامعة لايبنيز هانوفر ، حيث اقترحه فيرنر فيشر . ^{[ 31 ]} اكتسب مصطلح "الكالكوجين" شعبية في ألمانيا خلال ثلاثينيات القرن العشرين لتشابهه مع مصطلح "الهالوجين". ^{[ 53 ]} على الرغم من أن المعاني الحرفية للكلمات اليونانية الحديثة توحي بأن الكالكوجين يعني "مُكوِّن النحاس"، إلا أن هذا مُضلل لأن الكالكوجينات لا علاقة لها بالنحاس تحديدًا. وقد اقتُرح مصطلح "مُكوِّن الخام" كترجمة أفضل، ^{[ 54 ]} حيث أن الغالبية العظمى من خامات المعادن هي كالكوجينيدات، وكانت كلمة χαλκος في اليونانية القديمة مرتبطة بالمعادن والصخور الحاملة للمعادن بشكل عام؛ وكان النحاس، وسبائكه البرونزية ، من أوائل المعادن التي استخدمها الإنسان.

يُشتق اسم الأكسجين من الكلمتين اليونانيتين oxygenes ، وتعني "مُكوِّن للأحماض". أما اسم الكبريت، فيُشتق إما من الكلمة اللاتينية sulfurium أو الكلمة السنسكريتية sulvere ؛ وكلا الكلمتين كلمتان قديمتان للكبريت. سُمي السيلينيوم نسبةً إلى إلهة القمر اليونانية، سيليني ، ليُطابق عنصر التيلوريوم المكتشف سابقًا، والذي يُشتق اسمه من الكلمة اللاتينية telus ، وتعني الأرض. سُمي البولونيوم نسبةً إلى بولندا، بلد ميلاد ماري كوري. ^{[ 4 ]} أما الليفرموريوم، فقد سُمي نسبةً إلى مختبر لورانس ليفرمور الوطني . ^{[ 55 ]}

العناصر المحبة للكبريت هي تلك التي تبقى على سطح الأرض أو بالقرب منه لأنها تتحد بسهولة مع عناصر الكالكوجين الأخرى غير الأكسجين، مكونةً مركبات لا تغوص في اللب. في هذا السياق، تُعرف العناصر المحبة للكبريت بأنها المعادن واللافلزات الأثقل التي لديها ميل ضعيف للأكسجين وتفضل الارتباط بالكبريت، وهو عنصر كالكوجيني أثقل، على شكل كبريتيدات. ^{[ 63 ]} ولأن معادن الكبريتيدات أكثر كثافة بكثير من معادن السيليكات التي تُشكلها العناصر المحبة للصخور ، ^{[ 57 ]} فقد انفصلت العناصر المحبة للكبريت أسفل العناصر المحبة للصخور عند بدء تبلور قشرة الأرض. وقد أدى ذلك إلى استنزافها في قشرة الأرض مقارنةً بوفرتها الشمسية، مع أن هذا الاستنزاف لم يصل إلى المستويات الموجودة في العناصر المحبة للحديد. ^{[ 64 ]}

• v
• ت
• هـ

تصنيف غولدشميت في الجدول الدوري

	1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
المجموعة →
↓ فترة
1	1 ساعة																		2 هو
2	3 لي	4 كن												5 ب	6 درجة مئوية	7 شمالاً	8 O	9 فهرنهايت	10 شمال شرق
3	11 نا	12 ملغ												13 أ	14 سي	15 بنساً	16 جنوباً	17 سنتيلتر	18 أر
4	19 ألف	20 كالوري		21 Sc	22 تيرابايت	23 فولت	24 كرور	25 مليون	26 Fe	27 شركة	28 ني	29 بوصة مكعبة	30 زنك	31 غا	32 جيجا	33 كما	34 جنوب شرق	35 بر	36 كرونة
5	37 روبية	38 كبير		39 سنة	40 زركونيوم	41 نب	42 شهرًا	43 تي سي	44 Ru	45 Rh	46 رطلاً	47 أغ	48 Cd	49 بوصة	50 سن	51 Sb	52 تيرابايت	53 أنا	54 زينون
6	55 سي إس	56 با		71 لو	72 Hf	73 تا	74 غرباً	75 ري	76 أونصة	77 Ir	78 نقطة	79 أستراليا	80 زئبق	81 تلا	82 رصاص	83 بي	84 بو	85 في	86 Rn
7	87 فرنك فرنسي	88 را		103 Lr	104 Rf	105 ديسيبل	106 سنتيمتر مكعب	107 به	108 ساعة	109 جبل	110 ديسي	111 Rg	112 سن	113 نيو هامبشاير	114 طابق	115 ماك	116 Lv	117 تسلا	118 أونصة
				57 لا	58 م	59 Pr	60 ند	61 مساءً	62 سم	63 يورو	64 جنيهًا إسترلينيًا	65 تيرابايت	66 داي	67 هو	68 إر	69 طن متر	70 Yb
				89 فدان	90​	91 باسكال	92 يو	93 Np	94 بو	95 صباحًا	96 سم	97 كتاب	98 درجة مئوية	99 إس	100 إف إم	101 ماريلاند	102 لا

تصنيف غولدشميت: محب للصخور، محب للحديد ، محب للكبريت، محب للجو، آثار/اصطناعي