Confronto di proprietà
Gli elementi appartenenti al gruppo 16 della tavola periodica sono caratterizzati da configurazioni di elettroni in cui sei elettroni occupano il guscio più esterno. Un atomo con una tale struttura elettronica tende a formare un guscio stabile di otto elettroni aggiungendone altri due, producendo uno ione che ha una doppia carica negativa. Questa tendenza a formare ioni con carica negativa, tipica di elementi non metallici, è espressa quantitativamente nelle proprietà dell'elettronegatività (l'assunzione di carica negativa parziale quando presente in combinazione covalente) e nell'affinità elettronica (la capacità di un atomo neutro di assorbire un elettrone, formando uno ione negativo). Entrambe queste proprietà diminuiscono in intensità man mano che gli elementi aumentano in numero atomico e la massa procede verso il basso nella colonna 16 della tavola periodica. L'ossigeno ha, ad eccezione del fluoro, la più alta elettronegatività e affinità elettronica di qualsiasi elemento; i valori di queste proprietà quindi diminuiscono drasticamente per i restanti membri del gruppo nella misura in cui tellurio e polonio sono considerati di natura prevalentemente metallica, tendendo a perdere piuttosto che a guadagnare elettroni nella formazione di composti.
Come in tutti i gruppi della tabella, l'elemento più leggero, quello con il numero atomico più piccolo, ha proprietà estreme o esagerate. L'ossigeno, a causa delle piccole dimensioni del suo atomo, il piccolo numero di elettroni nel suo guscio sottostante e il gran numero di protoni nel nucleo rispetto al raggio atomico, ha proprietà unicamente diverse da quelle dello zolfo e dei restanti calcogeni. Tali elementi si comportano in modo ragionevolmente prevedibile e periodico.
Sebbene anche il polonio presenti lo stato di ossidazione −2 nel formare alcuni composti binari del tipo MPo (in cui M è un metallo), i calcogeni più pesanti non formano prontamente lo stato negativo, favorendo stati positivi come +2 e +4. Tutti gli elementi del gruppo tranne l'ossigeno possono assumere stati di ossidazione positivi, con i valori pari predominanti, ma il valore più alto, +6, non è molto stabile per i membri più pesanti. Quando questo stato viene raggiunto, c'è una forte forza trainante per l'atomo di ritornare a uno stato inferiore, abbastanza spesso nella forma elementare. Questa tendenza rende i composti contenenti Se (VI) e Te (VI) agenti ossidanti più potenti dei composti S (VI). Al contrario, solfuri, selenidi e tellururi, in cui lo stato di ossidazione è −2, sono agenti riducenti forti, facilmente ossidabili agli elementi liberi.
Né lo zolfo né il selenio, e certamente non l'ossigeno, formano legami puramente ionici con un atomo non metallico. Tellurio e polonio formano alcuni composti in qualche modo ionici; tellurio (IV) solfato, Te (SO 4) 2 e polonio (II) solfato, PoSO 4, sono esempi.
Un'altra caratteristica degli elementi del Gruppo 16 che è parallela alle tendenze generalmente mostrate nelle colonne della tavola periodica è la crescente stabilità delle molecole aventi la composizione X (OH) n all'aumentare della dimensione dell'atomo centrale, X. Non esiste un composto HO ― O ― OH, in cui l'atomo di ossigeno centrale avrebbe uno stato di ossidazione positivo, una condizione in cui resiste. L'analogo composto di zolfo HO ― S ― OH, sebbene non sia noto allo stato puro, ha alcuni derivati stabili sotto forma di sali di metallo, i solfossati. Inoltre non esistono composti più altamente idrossilati di zolfo, S (OH) 4 e S (OH) 6, non a causa della resistenza dello zolfo a uno stato di ossidazione positivo ma piuttosto a causa dell'alta densità di carica di S (IV) e S (VI) afferma (il gran numero di cariche positive relative al piccolo diametro dell'atomo), che respinge gli atomi di idrogeno elettropositivi e l'affollamento che assiste al legame covalente di sei atomi di ossigeno con lo zolfo, favorendo la perdita di acqua:
All'aumentare della dimensione dell'atomo di calcogeno, aumenta la stabilità dei composti idrossilati: l'acido ortotellurico composto, Te (OH) 6, è in grado di esistere.
