estudio general de los elementos. no metales ii

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

1. NO METALES

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.

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.

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.

Rn

2. GASES NOBLES2.1 Propiedades.2.2 Usos.2.3 Compuestos.

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

2.2 Usos

• Mantener ambientes seguros y constantes

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

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

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.

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

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.

Propiedades

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

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

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

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

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.

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.

• 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.

• 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.

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

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

_

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

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

• 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

• 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.

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.