第16族（カルコゲン）：酸素、硫黄、セレン、テルル、ポロニウム、リバモリウム

一般的性質

カルコゲンの電子配置はns2 np4で終わるが、元素および化学的条件に応じて、典型的には−2、+2、+4、+6の酸化数をとる。電気陰性度とイオン化エネルギーは族を下るほど低下し、原子半径と金属性は増加する。軽い元素は安定な酸化物とオキソ酸をつくり、重い元素は多様な硫化物、セレン化物、テルル化物を形成する。多くは硫化物（たとえば硫化鉄）として鉱物中に存在し、火山地域では単体硫黄としても見られる。

元素と代表的な用途

• 酸素：呼吸と燃焼に不可欠な二原子分子の気体である。オゾン（O3）は大気中で重要な同素体である。
• 硫黄：複数の同素体をもつ黄色の固体で、S8環が一般的である。硫酸、肥料、加硫ゴム、農薬の製造に用いられる。硫黄について詳しく見る。
• セレン：半導体およびガラス添加剤であり、電子機器分野や微量栄養素として重要である。セレン化物とオキソ酸を形成する。セレンの情報。
• テルル：希少で脆い半金属で、合金や熱電材料に用いられる。多くの金属とテルル化物をつくる。テルルの詳細。
• ポロニウム：19世紀後半に発見された強い放射能をもつ金属で、専門的な研究および中性子源に利用される。厳格な管理下で取り扱われる。ポロニウムの解説。
• リバモリウム：実験室でつくられる短寿命の超アクチノイド元素であり、核研究以外の実用的用途はない。リバモリウム。

歴史と名称

「カルコゲン」という名称は、多くの金属鉱石が硫化物または他のカルコゲン化合物であることから、「鉱石をつくるもの」を意味するギリシャ語の語根に由来する。硫黄は古代から知られていた。酸素は、燃焼と呼吸の研究を通じて18世紀に同定された。セレンとテルルは18～19世紀に認識され、ポロニウムは1890年代にキュリー夫妻によって発見された。リバモリウムは21世紀初頭に実験室で合成された。

生物学的・環境的役割

酸素は好気性生物の生命活動を支える。硫黄はアミノ酸のシステインとメチオニン、およびビタミンの構成成分である。セレンは特定の酵素にとって必須の微量元素だが、高濃度では有毒である。カルコゲン化合物は大気化学にも影響を及ぼし、硫黄酸化物と窒素酸化物は酸性雨に、オゾンは紫外線の遮蔽に関与する。

注目すべき相違点

第16族では、非金属的性質（反応性の気体や分子性固体）から半金属、さらに金属的で放射性の性質へと明瞭な移行が見られる。その化学は多彩であり、硫酸は重要な工業化学品である一方、酸素の化学は呼吸と燃焼の基盤をなす。重いカルコゲンは重要な半導体材料および熱電材料を形成する。リバモリウムのように実験室でのみ得られる元素は、周期表における現在の合成と安定性の限界を示している。