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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICOUNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Cano Cruz María TeresaCano Cruz María Teresa

Esquer Rodríguez RaymundoEsquer Rodríguez Raymundo

González González NNavejasavejas Augusto JoséAugusto José

•• EnEn 18681868 JosephJoseph NormanNorman LockyerLockyer yy PierrePierreJanssenJanssen descubrendescubren unauna línealínea amarillaamarilla enen elelespectroespectro dede emisiónemisión dede protuberanciasprotuberanciassolaressolares::HelioHelio

•• WilliamWilliam FrancisFrancis HillebrandHillebrand disuelvedisuelveuranitauranita enen ácidoácido sulfúricosulfúrico yy observaobserva lalaliberaciónliberación dede unun gasgas queque presentapresenta elelespectroespectro acanaladoacanalado dede nitrógenonitrógeno yy variasvariaslíneaslíneas débilesdébiles queque nono podíapodía asociarasociar aaningúnningún elementoelemento conocidoconocido

•• 18941894 RayleighRayleigh yy RamsayRamsay anunciananuncian eleldescubrimientodescubrimiento deldel argónargón

•• 18971897 RamsayRamsay predicepredice lala existenciaexistencia deldelneónneón.. SeSe descubrendescubren neón,neón, kriptónkriptón yy xenónxenónalal fraccionarfraccionar muestrasmuestras dede aireaire líquidolíquido yyargónargón líquidolíquido

•• EnEn 18981898 RutherfordRutherford yy OwensOwens descubrendescubren elelradónradón comocomo emanaciónemanación deldel torio,torio, enen 19001900DornDorn lolo obtieneobtiene aa partirpartir dede radioradio yy enen 19031903DebierneDebierne yy GeiselGeisel aa partirpartir dede actinioactinio

•• 19031903 SoddySoddy yy RamsayRamsay encuentranencuentran lalarelaciónrelación entreentre elel heliohelio yy loslos rayosrayos αα..

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Alta energía de ionizaciónAlta energía de ionización

Orbitales s y p en la capa de Orbitales s y p en la capa de valencia ocupadosvalencia ocupados

EnergíasEnergías dede promociónpromoción dedeaproximadamenteaproximadamente 950950 kJ/molkJ/mol..

55ss22 55pp66 �� 55ss22 55pp55 66ss11

55ss22 55pp66 �� 55ss22 55pp55 55dd11

Bombardeo de electronesBombardeo de electrones

Xe + eXe + e-- �� XeXe++ + 2e+ 2e--

Xe + XeXe + Xe++ �� XeXe22++

En presencia de SbFEn presencia de SbF55

3Xe + 3Xe + XeFXeF++ + 2SbF+ 2SbF55 �� 2Xe2Xe22++ + +

SbSb22FF1111--

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Figura 1. Estructura del clatratodel hidrato de Xenón.

Clatratos de gases nobles a altas presionesy bajas temperaturas con:•Hidroquinona C6H4(OH)2]3XX = Xe, Ar,Kr•Agua Xe (H2O)6

Constituyen una fuente estable al estadosólido de los gases nobles y se empleapara la separación de los mismos.

¿Bases de Lewis?

Los gases nobles son isoelectrónicoscon los

iones haluro, parece razonable que puedan

existir aductos de gases nobles con ácidos de

Lewis

Pero la espectroscopía Ramanrevela que no hay interacción

¿Cómonucleófilo?

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Tabla. Los gases nobles.Tabla. Los gases nobles.Z Elemento 1EI (kJ/mol) P. Fusión

(K)

P.

Ebullición

(K)

Energía

de

enlace

X2+(kJ/m

ol)

2 He 2372 1 (25 atm) 4.2 126

10 Ne 2080 24.5 27.2 67

18 Ar 1520 83.8 87.9 104

36 Kr 1351 105.9 120.9 96

54 Xe 1170 161.3 165.1 88

86 Rn 1037 202 211 ---

El Xenón forma 3 fluorurosEl Xenón forma 3 fluoruros

Procedimiento para Procedimiento para separar los fluorurosseparar los fluoruros

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Ciclo para la formaciòndel XeF4

Ciclo de Born-Haber para la formaciòn del XeF2

XeF2 XeF4

Fase Gas

Fase Sólida

Celda Unitaria del XeF2 en sólido

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¿Octaédrica coronada?

Equilibrio entre 8 geometrías posibles

En fase sólida, es polimórfico (4 formascristalinas); 3 tienen tetrámeros de XeF5

+ conpuentes de flúor.

CaracterísticasXe – F = 184 pmXe – F = 223 pmXe – F = 260 pm

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EspeciesEspecies isoelectrónicasisoelectrónicas alal XeFXeF66::

SbBrSbBr6633-- , TeCl, TeCl6622-- , TeBr, TeBr66

22--

NoNo..electroneselectrones ==5050

•• LasLas interaccionesinteracciones estéricasestéricas entreentreloslos ligantesligantes haluroshaluros voluminososvoluminosossonson dede importanciaimportancia considerableconsiderable..

•• ElEl séptimoséptimo parpar electrónicoelectrónico seselocalizalocaliza enen unun orbitalorbital ss nono híbridohíbridodentrodentro dede lala capacapa dede valenciavalencia.. PorPorlolo cual,cual, esteeste parpar eses estéricamenteestéricamenteinactivo,inactivo, exceptoexcepto parapara ejercerejercer ununefectoefecto dede lala pantallapantalla sobresobre losloselectroneselectrones dede valenciavalencia..

Comp

.

Hibridació

n

Geometría

predicha

Geometría

observada

XeF2 sp3d Lineal Lineal

XeF4 sp3d2 Cuadrada Cuadrada plana

XeF6 sp3d3 No octaédrica

Desconocida

TEORÍA ENLACE VALENCIA

Trata a los fluoruros de xenón en términosde capas de valencia expandidas por lapromoción de electrones hasta orbitales 5d.

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Diagrama de OM del XeFDiagrama de OM del XeF22

Enlace 3Enlace 3--cc--44--ee

TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR

OM en la molécula de XeFOM en la molécula de XeF44

TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR

XeFXeF++ < XeF< XeF22 (Distancia de (Distancia de enlaceenlace

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Hidrólisis del XeFHidrólisis del XeF22 y y desproporción del XeFdesproporción del XeF44

Hidrólisis del XeFHidrólisis del XeF66

XeOXeO33: Sólido blanco y : Sólido blanco y explosivo.explosivo.

XeOXeO44: Gas explosivo: Gas explosivo

Óxidos comunes: XeO3 y XeO4

XeO4XeO3

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Síntesis de XeOSíntesis de XeO44

Recordar que:Recordar que:

Síntesis de XeOSíntesis de XeO33

OxifluorurosOxifluoruros XeOF4

XeO2F2

¿Geometría?

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Sales estables MXeOSales estables MXeO33FF

M = K o CsM = K o Cs

Reacción general:Reacción general:

MF + XeOMF + XeO33 �� MXeOMXeO33FF

Con CsCl y RbCl forma un anión de la forma XeO3Cl22-

Reacciones de formación del anión XeO3Cl2

2-

BaseBase:: donadordonador dede óxidoóxido

ÁcidoÁcido:: receptorreceptor dede óxidoóxido

Teoría Ácido-Base de Lux-Flood

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CompuestosCompuestos dede XeXe yy OO sonsonagentesagentes oxidantesoxidantes muymuyfuertesfuertes enen soluciónsolución ácidaácida..

En solución básica

Los Los XeFXeFnn se reducen se reducen fácilmente con Hfácilmente con H22, Hg y KI, Hg y KI

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Compuesto Enlace Energia de enlace

(kJ/mol)

XeFn Xe – F 130

XeO3 Xe – O 84

KrF2 Kr – F 50

Bartlett mostró que dichos valores eran semejantesa los que cabría esperar por extrapolación de lasenergías de enlace conocidas de compuestosrelacionados con los no metales.

Aceptores de F-

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XeF5+

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Buenos agentes Buenos agentes fluorantesfluorantes..

Reactividad relativa:Reactividad relativa:

XeFXeF66 > XeF> XeF44 > XeF> XeF22

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Proporciones atómicas de los gases nobles en la atm ósfera

Elemento Peso atómico Números de átomos por millón

de moléculas de nitrógeno y oxígeno

Helio 4,0 5,25

Neón 20,2 18,00

Argón 40,0 9,30

Criptón 83,8 1,00

Xenón 131,3 0,08

Radón 222,0 0,00000000000006

TABLA 31. Potenciales de ionización de los gases nobles

Gas noble Carganuclear

Disposición dede los

electrones

Potencial de ionización(voltios)

Helio +2 2 24,46

Neón +10 2/8 21,47

Argón +18 2/8/8 15,68

Criptón +36 2/8/18/8 13,93

Xenón +54 2/8/18/18/8 12,08

Radón +86 2/8/18/32/18/8 10,70

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Gas Noble Energía de

Promoción

(eV)

Helio -Neón 16.6Argón 11.5

Criptón 9.9Xenón 8.3Radón 6.8