estudio general de los elementos. no metales ii
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ESTUDIO GENERAL DE LOS ELEMENTOS. NO METALES IITRANSCRIPT
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ESTUDIO GENERAL DE LOS ELEMENTOS.
NO METALES II
• Propiedades generales (físicas y químicas).
• Gases nobles• Halógenos
Realizado por:Laura Cordero LimónInmaculada García RomeroMª Dolores Limón GarcíaAarón Gallardo Sánchez
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1. NO METALES
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1.1 Situación de no metales en tabla periódica
Los no metales son más electronegativos que los metales. La electronegatividad de los elementos aumenta de izquierda a derecha a lo largo de cualquier periodo y de abajo hacia arriba en cualquier grupo de la tabla periódica. Con excepción del hidrógeno, los no metales se concentran en la parte superior derecha de la citada tabla.
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1.2 Propiedades generalesPropiedades físicas
• Suelen tener poco peso específico, en relación con el que poseen los metales.• No son dúctiles ni maleables.• Carecen de brillo metálico, excepto algunos (p.e.: arsénico).• Son malos conductores del calor y de la electricidad.• Poseen bajo punto de fusión.• A temperatura ambiente, pueden ser sólidos, líquidos ó gases.
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Propiedades generalesPropiedades químicas
• Pueden tener números de oxidación tanto positivos como negativos.• Los compuestos que se forman por la combinación entre metales y no metales tienden a ser iónicos, formando un catión metálico y un anión no metálico.• Tienen la tendencia a adquirir electrones y presentar una electroafinidad notablemente elevada.• Sus óxidos tienen características ácidas.• Forman fácilmente compuestos con el hidrógeno:
Halógenos: F, Cl, Br, I.Anfígenos:O, S.Nitrogenoideos :N, P, As.Carbonoideos: C, Si.
• Forman aniones en solución acuosa.
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Rn
2. GASES NOBLES2.1 Propiedades.2.2 Usos.2.3 Compuestos.
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2.1 Propiedades
• Capa cerrada• Muy poco reactivos• Atracciones entre átomos
débiles• Monoatómicos• Incoloros, inodoros e insípidos • Puntos de fusión y ebullición
muy bajos• Existencia: atmósfera
estrellas, materiales radiactivos,fuentes de gas natural
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2.2 Usos
• Mantener ambientes seguros y constantes
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He Ne Ar Kr Xe Rn
Usos Llenado de globos de observación y otros
Mezclas He/O2 para respirar a gran profundidad
Mantener temperaturas muy bajas enInvestigación (criogenia)
Rótulos de neón
Llenado de lámparas de incandescencia
Atmósfera inerte para soldadura, análisis químico instrumen tal (Plasma ICP)
Luces de pista y de aproximación en aeropuertos
Mezcla de Xe y Kren tubos de flash fotográfico
Radioterapia de tejidos cancerosos
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2.3 Compuestos
• Xe,Kr,Ar,Ne
• Condiciones– Gas noble fácilmente ionizable– Átomos muy electronegativos (F, O)
• Características– Agentes oxidantes potentes
– L.Pauling,N.Bartlett
XeF4
XeF2XeO4
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3. Los Halógenos
3.1 Elementos que pertenecen a este grupo.3.2 Propiedades.3.3 Obtención y aplicaciones de los halógenos.3.4 Reactividad.
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3.1 Elementos que pertenecen a este
grupo• Halógenos: en griego, “formadores de sales”.• Los Halógenos se encuentran situados en el grupo 17 de la tabla
periódica.• Los elementos incluidos dentro de este grupo son: flúor (F), cloro
(Cl), bromo (Br), yodo (I) y astato (At).
HALÓGENOS
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3.2 Propiedades• Existen como moléculas diatómicas que contienen enlaces
covalentes sencillos: X2 (X = símbolo genérico de un halógeno).
• Son moléculas diatómicas no polares por lo que presentan puntos de fusión y ebullición relativamente bajos. Estos aumentan desde el flúor hasta el yodo, F I.
• La reactividad química aumenta en sentido opuesto, siendo el más reactivo el flúor y el menos reactivo el yodo, I F.
• La electronegatividad es alta en todos ellos y aumenta desde el yodo al flúor, I F.
• Todos tienen 7 electrones en su capa más externa (7 electrones de valencia).
• El estado de oxidación que muestran en la mayoría de sus compuestos es -1 y, excepto para el flúor, también suelen presentar +1, +3, +5 y +7.
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Propiedades
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3.3 Obtención y aplicaciones
• Flúor (F). Existe en grandes cantidades en el mineral fluoroespato o fluorita, CaF2 y es de este mineral de donde se obtiene principalmente.
• Se usa como agente fluorante, en refrigerantes, insecticidas, lubricantes, en plásticos (como el teflón).
• Presenta el siguiente aspecto:
gas amarillo pálido
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Obtención y aplicaciones• Cloro (Cl). Existe en abundancia en NaCl, KCl, MgCl2 y CaCl2
en el agua salada y en lechos salinos.• Se prepara comercialmente por electrolisis de NaCl, presente en
el agua del mar.• Presenta el siguiente aspecto:
gas amarillo verdoso
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Obtención y aplicaciones• Bromo (Br). Existe principalmente como NaBr, KBr, MgBr2 y
CaBr2 en el agua del mar, salmueras subterráneas y lechos salinos.
• Se usa en la producción de bromuro de plata, AgBr, para lentes sensibles a la luz y películas fotográficas.
• Presenta el siguiente aspecto:
líquido rojo oscuro
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Obtención y aplicaciones• Yodo (I). Puede obtenerse de algas o mariscos desecados o de
las impurezas de NaIO3 (Salitre). • Está contenido en la hormona reguladora del crecimiento
tiroxina y la sal de mesa “yodurada” contiene un 0,02 % de KI.• También se usa como antiséptico y germicida en forma de
tintura de yodo, una disolución en alcohol.• Presenta el siguiente aspecto:
sólido cristalino negro-violeta
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Obtención y aplicaciones
• Astato (At). Es el halógeno más pesado. Es un elemento producido artificialmente del que sólo se conocen isótopos radiactivos de vida corta.
• Es muy poco usado, aplicaciones no considerables.
• Posee apariencia metálica.
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3.4 REACTIVIDAD
• Los halógenos libres reaccionan con la mayoría de metales y no metales para formar muchos compuestos iónicos y covalentes.– Ejemplo: Todos los metales del grupo IA reaccionan con todos los
halógenos para formar compuestos binarios iónicos simples.
• Forman compuestos como haluros metálicos y no metálicos, óxidos y oxoácidos de halógenos.
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• Actúan como agentes oxidantes en la mayoría de sus reacciones.
F2(g) + 2X_
(ac) 2 F_
(ac) + X2
0 t -1 t’>t
• La capacidad oxidante de los X2 disminuye
al bajar en el grupo.• La capacidad reductora
del X_
aumenta al bajar en el grupo.
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• Reacciones de F2 son las mas vigorosas, que oxida a la otra especie a sus estados de oxidación más altos posibles.
• El yodo habitualmente no oxida a las sustancias a altos estados de oxidación.
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3.4.1 Reacciones de los halógenos libres
Reacción general Notas
nX2 + 2M 2MXn Con mayoría de metales
X2 + nX’2 2XX’n Formacion interhalógenos (n=1, 3, 5, ó 7); X>X’
X2 + H2 2 HX
3X2 + 2P 2PX3 P=As, Sb o Bi
5X2 + 2P 2PX5 No con I2
X2 + H2S S + 2HS
X’2 + 2X- 2X’- + X2
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3.4.2 Haluros de hidrógeno
También conocidos como ácidos halhídricos.
X2 + H2 2 HX
• Reacción con F2 para producir HF es explosiva y muy peligrosa.
• Reacciones con Cl2 y Br2 fotoquímicas.• Reacción con I2 muy lenta, incluso a altas
temperaturas e iluminación.
Todos los haluros de hidrógeno reaccionan con H2O para producir ácidos halhídricos.
H2O + HX H3O+ + X
_
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3.4.3 Haluros de halógenos
También conocidos como compuestos interhalógenos.
• Los halógenos reaccionan exotermicamente con otros para formar varios compuestos interhalógenos, de formula general XYn (n=3, 5, 7).
• Los miembros grandes (X) usan los orbitales d para expandir sus capas de valencia.
• Átomo central con la menor electronegatividad y un estado de oxidación positivo.
• Poderosos agentes fluorantes.• Reacciones con agua prácticamente explosiva,
produciéndose HF y un oxiácido cuyo halógeno central tiene l mismo estado de oxidación.
3H2O(l) + BrF5 5HF(g) + HBrO3(ac) +5 +5
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3.4.4 Óxidos y oxoácidos de halógenos
• Los halógenos forman varios óxidos que son agentes oxidantes poderosos y ácidos en agua.
• En todos los oxiácidos el H está enlazado a un O.• Las disoluciones concentradas de estos ácidos
son agentes oxidantes fuertes.• El poder oxidante disminuye al aumentar el
número de átomos de oxígeno. 0 -1 +1
X2 + H2O HX + HOX (X=Cl, Br, I)
ác. Halhídrico ác. hipohaloso
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• Las fuerzas relativas de los oxiacidos de los halógenos dependen de dos factores: La EN del halógeno y el estado de oxidación del halógeno.
• El único oxoácido de flúor que se ha preparado es HOF (ácido hiposulfuroso). Es muy inestable.
• Formación de sales hipohalito: halógeno + base diluida fría
X2 + 2NaOH NaX + NaOX +H2O (X=Cl, Br, I)
haluro sódico hipohalito sódico
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• Los hipohalitos se utilizan como agentes blanqueantes o desinfectante:
Ej: Cl2 reacciona con H2 para formar HCl y HOCl. El ácido hipocloroso se descompone luego en HCl y radicales O (agentes oxidantes muy fuertes) que matan a las bacterias.
• Los ác. Fluoroso y yodoso aparentemente no existen.
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BIBLIOGRAFÍA• Petrucci and Hardwood. “Química General”, Octava Edición,
Prentice Hall. 2003• K.W. Whitten y col., “Química General”, Quinta Edición,
McGraw-Hill, 1998• R. Chang, “Química”, Sexta Edición, McGraw-Hill, 1999• Silberberg, “Química”, McGraw-Hill, 2002• M. Paraira, “Introducción a la formulación y nomenclatura
química inorgánica-orgánica” Vicens-Vives, 1995• Diversas webs de internet.