HALOGENOSHALOGENOS

PROFESOR JOSE AVILAPROFESOR JOSE AVILA

• F y Cl los más abundantes. • CaF2 (fluorita) y Na3AlF6 (criolita).• Se preparan por electrólisis:F: KHF2 o (KHF2 + HF)Cl: NaCl• ambos son agentes muy oxidantes. En agua de mar:Cl2 + 2 Br- Br2 + 2 Cl-

CARACTERISTICAS GENERALES

•El yodo se obtiene por reducción de yodatos, que existen naturalmente:

2 IO3-(ac) + 5 HSO3

-(ac) 3 HSO4

-

(ac) + 2 SO42-

(ac) + H2O + I2(s)

El astato no se encuentra en la naturaleza, todos los isótopos radiactivos. El más estable 210At, vida media de 8,3 h.

CRONOLOGIA DE LOS CRONOLOGIA DE LOS HALOGENOSHALOGENOS

FLUOR FLUOR

Ocupa el 17º lugar en orden de abundancia en la Ocupa el 17º lugar en orden de abundancia en la corteza terrestre. corteza terrestre.

El flúor se presenta en la naturaleza en forma El flúor se presenta en la naturaleza en forma combinada como fluorita, criolita y apatita. combinada como fluorita, criolita y apatita.

La fluorita, de la que se deriva generalmente la mayoría La fluorita, de la que se deriva generalmente la mayoría de los compuestos de flúor, se encuentra en minas de de los compuestos de flúor, se encuentra en minas de los Estados Unidos en grandes depósitos en el norte de los Estados Unidos en grandes depósitos en el norte de Kentucky y el sur de Illinois. Kentucky y el sur de Illinois.

El flúor también se presenta como fluoruros en el agua El flúor también se presenta como fluoruros en el agua del mar, ríos, y en formas minerales, en los tallos de del mar, ríos, y en formas minerales, en los tallos de ciertos pastos y en los huesos y dientes de animales. ciertos pastos y en los huesos y dientes de animales.

Estructura cristalina del FLUOR como Estructura cristalina del FLUOR como elemento sólidoelemento sólido

Configuración electrónicaConfiguración electrónica

PropiedadesPropiedades

El flúor es un gas de color amarillo pálido, El flúor es un gas de color amarillo pálido, ligeramente más pesado que aire, ligeramente más pesado que aire, corrosivo y de olor penetrante e irritante.corrosivo y de olor penetrante e irritante.

Es sumamente tóxico y es el no metal Es sumamente tóxico y es el no metal más reactivo. más reactivo.

PropiedadesPropiedades Es muy oxidante y forma fluoruros, que figuran entre los Es muy oxidante y forma fluoruros, que figuran entre los

más estables de todos los compuestos químicos, más estables de todos los compuestos químicos, directamente con casi todos los elementos e directamente con casi todos los elementos e indirectamente con el indirectamente con el nitrógenonitrógeno, , clorocloro, y , y oxígenooxígeno. .

A temperatura ordinaria, sin necesidad de aporte de A temperatura ordinaria, sin necesidad de aporte de energía alguno, cuando entra en contacto con el energía alguno, cuando entra en contacto con el hidrógenohidrógeno produce una reacción explosiva. produce una reacción explosiva.

El flúor debe manejarse con mucha precaución. El ácido El flúor debe manejarse con mucha precaución. El ácido fluorhídrico (fluoruro de hidrógeno, HF o H2F2), es uno fluorhídrico (fluoruro de hidrógeno, HF o H2F2), es uno de los compuestos de flúor más importantes, se prepara de los compuestos de flúor más importantes, se prepara calentando fluoruro de calcio con ácido sulfúrico. calentando fluoruro de calcio con ácido sulfúrico.

El ácido fluorhídrico es sumamente corrosivo y se El ácido fluorhídrico es sumamente corrosivo y se conserva en conserva en plomoplomo o acero o acero

El ácido fluorhídrico disuelve el vidrio, por lo que se El ácido fluorhídrico disuelve el vidrio, por lo que se utiliza en grabado y para marcar las divisiones para los utiliza en grabado y para marcar las divisiones para los termómetros.termómetros.

PreparaciónPreparación La preparación de flúor como La preparación de flúor como

elemento libre es difícil elemento libre es difícil porque el flúor libre es muy porque el flúor libre es muy reactivo. reactivo.

Industrialmente el flúor Industrialmente el flúor gaseoso se obtiene por gaseoso se obtiene por electrólisis de una mezcla electrólisis de una mezcla fundida que contiene el 40% fundida que contiene el 40% de ácido fluorhídrico anhidro de ácido fluorhídrico anhidro (HF) y el 60% de fluoruro (HF) y el 60% de fluoruro ácido de potasio KHF2 , y el ácido de potasio KHF2 , y el flúor líquido se puede flúor líquido se puede preparar pasando el gas a preparar pasando el gas a través de un tubo de goma o través de un tubo de goma o metal rodeado por aire metal rodeado por aire líquido. líquido.

UsosUsos Se usa para hacer polímeros tal como Teflón (-F2C-CF2-) que Se usa para hacer polímeros tal como Teflón (-F2C-CF2-) que

es una resina resistente al calor y a los agentes químicos, el es una resina resistente al calor y a los agentes químicos, el freón (CF2Cl2 ), dentífricos (Fluorofosfato de sodio) y en el freón (CF2Cl2 ), dentífricos (Fluorofosfato de sodio) y en el tratamiento de aguas (KF). tratamiento de aguas (KF).

La utilización de los CFCs produce un grave perjuicio La utilización de los CFCs produce un grave perjuicio medioambiental porque genera la descomposición de grandes medioambiental porque genera la descomposición de grandes cantidades de ozono a nivel atmosférico ( agujero de la capa cantidades de ozono a nivel atmosférico ( agujero de la capa de ozono) , por donde los rayos UV atraviesan sin ser filtrados de ozono) , por donde los rayos UV atraviesan sin ser filtrados produciendo desequilibrios atmosféricos y problemas para la produciendo desequilibrios atmosféricos y problemas para la salud.salud.

La mayor parte de los fluoruros metálicos se subliman a baja La mayor parte de los fluoruros metálicos se subliman a baja temperatura. temperatura.

El hexafluoruro de uranio, el único compuesto volátil de uranio, El hexafluoruro de uranio, el único compuesto volátil de uranio, se utiliza para la separación de los isótopos del uranio. se utiliza para la separación de los isótopos del uranio.

En el tratamiento de aguas el flúor desempeña un papel En el tratamiento de aguas el flúor desempeña un papel antiséptico similar al del cloro pero contribuye a mejorar la antiséptico similar al del cloro pero contribuye a mejorar la salud dental de la población evitando las caries.salud dental de la población evitando las caries.

CloroCloro

Abundancia y estado naturalAbundancia y estado natural

El cloro libre no se encuentra en la El cloro libre no se encuentra en la naturaleza, pero sus compuestos son naturaleza, pero sus compuestos son minerales comunes, y es el 20º en orden minerales comunes, y es el 20º en orden de abundancia en la corteza terrestre. de abundancia en la corteza terrestre.

Estructura cristalina del elemento Estructura cristalina del elemento CLORO sólidoCLORO sólido

Configuración electrónicaConfiguración electrónica

PropiedadesPropiedades

El cloro es un gas amarillo El cloro es un gas amarillo verdoso de olor penetrante e verdoso de olor penetrante e irritante, denso y venenoso irritante, denso y venenoso que puede licuarse fácilmente que puede licuarse fácilmente a la presión de 6,8 atmósferas a la presión de 6,8 atmósferas y a 20ºC. y a 20ºC.

El cloro gaseoso se disuelve El cloro gaseoso se disuelve bien en agua: a la presión bien en agua: a la presión atmosférica y a 0ºC, 1 litro de atmosférica y a 0ºC, 1 litro de agua disuelve 5 litros de cloro agua disuelve 5 litros de cloro gaseoso dando una disolución gaseoso dando una disolución que se conoce como agua de que se conoce como agua de cloro que cristaliza en un cloro que cristaliza en un hidrato. hidrato.

PropiedadesPropiedades

PropiedadesPropiedades Es extremadamente oxidante y forma cloruros con la mayoría Es extremadamente oxidante y forma cloruros con la mayoría

de los elementos. de los elementos. Cuando se combina con el hidrógeno para dar cloruro de Cuando se combina con el hidrógeno para dar cloruro de

hidrógeno en presencia de luz difusa se produce una reacción hidrógeno en presencia de luz difusa se produce una reacción lenta pero si se combinan bajo luz solar directa se produce una lenta pero si se combinan bajo luz solar directa se produce una explosión y se desprende una gran cantidad de calor.explosión y se desprende una gran cantidad de calor.

El cloro también se combina con los compuestos hidrogenados El cloro también se combina con los compuestos hidrogenados como amoníaco y ácido sulfhídrico formando ácido clorhídrico como amoníaco y ácido sulfhídrico formando ácido clorhídrico con el hidrógeno de éstos. con el hidrógeno de éstos.

Descompone muchos hidrocarburos pero si se controlan las Descompone muchos hidrocarburos pero si se controlan las condiciones de la reacción se consigue la sustitución parcial del condiciones de la reacción se consigue la sustitución parcial del hidrógeno por el cloro.hidrógeno por el cloro.

Al rojo reacciona reversiblemente con el vapor de agua Al rojo reacciona reversiblemente con el vapor de agua formando ácido clorhídrico y liberando oxígeno:formando ácido clorhídrico y liberando oxígeno:

ClCl22 + H + H22 O = 2HCl + ½O O = 2HCl + ½O22

PropiedadesPropiedades En frío y en presencia de la luz, reacciona lentamente con el En frío y en presencia de la luz, reacciona lentamente con el

agua dando ácido clorhídrico y ácido hipocloroso HClO, que se agua dando ácido clorhídrico y ácido hipocloroso HClO, que se descompone a su vez para formar oxígeno. A ello se debe el descompone a su vez para formar oxígeno. A ello se debe el poder oxidante del agua de cloro.poder oxidante del agua de cloro.

Puede formar cloruros con la mayor parte de los metales . Por Puede formar cloruros con la mayor parte de los metales . Por ejemplo, con el sodio en frío reacciona lentamente, pero si se ejemplo, con el sodio en frío reacciona lentamente, pero si se calienta arde con llama muy brillante formándose cloruro de calienta arde con llama muy brillante formándose cloruro de sodio. sodio.

Reacciona también con el hierro y con el cobre, pero si se Reacciona también con el hierro y con el cobre, pero si se encuentra completamente seco no hay reacción (envases). encuentra completamente seco no hay reacción (envases).

Si se disuelve en sustancias que proporcionen una gran Si se disuelve en sustancias que proporcionen una gran concentración de iones hidroxilo se forma una mezcla de concentración de iones hidroxilo se forma una mezcla de cloruro e hipoclorito. Por ejemplo con hidróxido de sodio (sosa) cloruro e hipoclorito. Por ejemplo con hidróxido de sodio (sosa) da una mezcla de cloruro e hipoclorito sódicos.da una mezcla de cloruro e hipoclorito sódicos.

PreparaciónPreparación El proceso fundamental El proceso fundamental

para obtener cloro consiste para obtener cloro consiste en eliminar el electrón del en eliminar el electrón del ión cloruro. ión cloruro.

Esto puede conseguirse por Esto puede conseguirse por electrólisis de cloruros electrólisis de cloruros disueltos o fundidos o a disueltos o fundidos o a través de la acción de través de la acción de oxidantes sobre el ácido oxidantes sobre el ácido clorhídrico. clorhídrico.

La mayoría del cloro es La mayoría del cloro es producido por electrólisis de producido por electrólisis de una solución ordinaria de una solución ordinaria de sal, con el hidróxido de sal, con el hidróxido de sodio como subproducto. sodio como subproducto.

PreparaciónPreparación Debido a que la demanda de cloro excede a la hidróxido Debido a que la demanda de cloro excede a la hidróxido

de sodio, algún cloro industrial se produce tratando sal de sodio, algún cloro industrial se produce tratando sal con los óxidos de nitrógeno o por oxidación del cloruro con los óxidos de nitrógeno o por oxidación del cloruro de hidrógeno. de hidrógeno.

En el laboratorio puede prepararse por acción de En el laboratorio puede prepararse por acción de oxidantes como el dióxido de manganeso o el propio oxidantes como el dióxido de manganeso o el propio oxígeno sobre el ácido clorhídrico:oxígeno sobre el ácido clorhídrico:

4HCl + MnO4HCl + MnO2 2 = MnCl= MnCl22+ 2H+ 2H22O+ ClO+ Cl22

4HCl + O4HCl + O22 = 2Cl = 2Cl22 + 2H + 2H22O O

METODO DE SERVAT

UsosUsos Su uso principal está en el Su uso principal está en el

blanqueo de materiales blanqueo de materiales como la pasta de papel, el como la pasta de papel, el algodón y el lino. algodón y el lino.

Se transforma en ácido Se transforma en ácido clorhídrico para la industria. clorhídrico para la industria.

El NaClO se utiliza en el El NaClO se utiliza en el tratamiento de las aguas tratamiento de las aguas como desinfectante. como desinfectante.

Los orgánicos clorados: Los orgánicos clorados: disolventes como los disolventes como los cloroalcanos, insecticidas, cloroalcanos, insecticidas, fabricación de polímeros fabricación de polímeros como el PVC, fármacos, etc. como el PVC, fármacos, etc.

BROMOBROMO

El bromo no se encuentra El bromo no se encuentra en la naturaleza como en la naturaleza como elemento libre, sino elemento libre, sino formando principalmente formando principalmente bromuros. El agua del bromuros. El agua del mar, que contiene una mar, que contiene una concentración media de concentración media de 65 ppm de bromo, es su 65 ppm de bromo, es su principal fuente de principal fuente de obtención. obtención.

ESTRUCTURA CRISTALINA

CONFIGURACION ELECTRONICA VALORES DE LAS PROPIEDADES

PROPIEDADESPROPIEDADES A temperatura ambiente A temperatura ambiente

es un líquido de color rojo es un líquido de color rojo oscuro, que se volatiliza oscuro, que se volatiliza con facilidad produciendo con facilidad produciendo un vapor rojizo un vapor rojizo venenoso .venenoso .

Debe manejarse con Debe manejarse con sumo cuidado porque en sumo cuidado porque en contacto con la piel, contacto con la piel, ocasiona úlceras .ocasiona úlceras .

El bromo es ligeramente El bromo es ligeramente soluble en agua, y por soluble en agua, y por encima de los 7ºC forma encima de los 7ºC forma con ésta un sólido rojizo con ésta un sólido rojizo hidratado, Br2•10H2 O.hidratado, Br2•10H2 O.

Soluble en disolventes Soluble en disolventes orgánicos como alcohol, orgánicos como alcohol, éter, cloroformo y sulfuro de éter, cloroformo y sulfuro de carbono.carbono.

En presencia de álcalis, En presencia de álcalis, produce una mezcla de produce una mezcla de ácido bromhídrico (HBr), y ácido bromhídrico (HBr), y ácido hipobromoso (HOBr). ácido hipobromoso (HOBr).

Es un agente oxidante pero Es un agente oxidante pero de menor actividad que el de menor actividad que el cloro cloro

BROMO + SOLVENTE NO OXIGENADOYODO +

SOLVENTE NO OXIGENADO

USOSUSOS

El bromo se utiliza en la El bromo se utiliza en la preparación de ciertas preparación de ciertas tinturas y de tinturas y de dibromoetano ( bromuro dibromoetano ( bromuro de etileno), antidetonante de etileno), antidetonante para la gasolina. para la gasolina.

Los bromuros se usan en Los bromuros se usan en fotografía (AgBr) como fotografía (AgBr) como emulsión, en medicina emulsión, en medicina (KBr) como sedante y en (KBr) como sedante y en la producción de petróleo la producción de petróleo y gas natural. y gas natural.

YODOYODO Descubierto en 1.811 por Descubierto en 1.811 por

Bernard Courtois), un Bernard Courtois), un fabricante francés de nitro. fabricante francés de nitro.

Confirmado por Charles Confirmado por Charles Desormes y Nicholas Desormes y Nicholas Clément. Al tratar en caliente Clément. Al tratar en caliente el extracto alcalino de las el extracto alcalino de las cenizas con ácido sulfúrico cenizas con ácido sulfúrico se desprendía un vapor de se desprendía un vapor de color violeta y solidificaba en color violeta y solidificaba en escamas gris brillante. escamas gris brillante.

En 1814 Gay-Lussac En 1814 Gay-Lussac demostró que se trataba de demostró que se trataba de un nuevo elemento y le llamó un nuevo elemento y le llamó yodo, del griego yodo, del griego violetavioleta. .

Abundancia y estado natural Abundancia y estado natural

El yodo es un elemento El yodo es un elemento relativamente raro, 62º en relativamente raro, 62º en abundancia en la abundancia en la naturaleza (agua de mar naturaleza (agua de mar y en el suelo y las rocas).y en el suelo y las rocas).

Normalmente acompaña Normalmente acompaña al nitrato de Chile al nitrato de Chile (NaNO(NaNO3) como impureza ) como impureza de yodato sódico, NaIOde yodato sódico, NaIO3 , , en una proporción en una proporción aproximada del 0,2%. aproximada del 0,2%.

CONFIGURACION ELECTRONICA VALORES DE LAS PROPIEDADES

PROPIEDADESPROPIEDADES Es un sólido cristalino a Es un sólido cristalino a

temperatura ambiente, de temperatura ambiente, de color negro azulado y color negro azulado y brillante, que sublima dando brillante, que sublima dando un vapor violeta muy denso, un vapor violeta muy denso, venenoso, venenoso,

Por encima de los 450 ºC la Por encima de los 450 ºC la densidad del vapor densidad del vapor disminuye debido a la disminuye debido a la disociación de sus moléculas disociación de sus moléculas en yodo monoatómico.en yodo monoatómico.

Es ligeramente soluble en Es ligeramente soluble en agua, pero se disuelve agua, pero se disuelve fácilmente en una solución fácilmente en una solución acuosa de yoduro de acuosa de yoduro de potasio. Es también soluble potasio. Es también soluble en alcohol, cloroformo, y en alcohol, cloroformo, y otros reactivos orgánicos. otros reactivos orgánicos.

Se combina fácilmente con Se combina fácilmente con la mayoría de los metales la mayoría de los metales para formar yoduros, y para formar yoduros, y también con los haluros también con los haluros metálicos. metálicos.

PREPARACIONPREPARACION La mayor parte del yodo que se consume procede del La mayor parte del yodo que se consume procede del

yodato sódico (NaIO3) que se encuentra como impureza yodato sódico (NaIO3) que se encuentra como impureza en el nitrato de Chile (NaNO3). en el nitrato de Chile (NaNO3).

2NaIO2NaIO33 + 5NaHIO + 5NaHIO33 = 3NaHSO = 3NaHSO44 + 2Na + 2Na22 SO SO44 + H + H22 + I + I22

Si se evapora a sequedad y se calienta, el yodo sublima Si se evapora a sequedad y se calienta, el yodo sublima separándose del resto de los sólidos. También puede separándose del resto de los sólidos. También puede obtenerse por la acción del dióxido de manganeso y el obtenerse por la acción del dióxido de manganeso y el ácido sulfúrico sobre los yoduros: ácido sulfúrico sobre los yoduros:

2I 2I -- + MnO + MnO22 + 4H + 4H++ = Mn = Mn++++ + 2H + 2H22O + IO + I2 2

Por desplazamiento de los yoduros con cloro. Por desplazamiento de los yoduros con cloro.

IDENTIFICACION DEL YODO CON EL ALMIDON-IDENTIFICACION DEL YODO CON EL ALMIDON-EFECTO DE LA TEMPERATURAEFECTO DE LA TEMPERATURA

USOSUSOS En la medicina. En la medicina.

Soluciones de yodo y Soluciones de yodo y alcohol y complejos de alcohol y complejos de yodo se utilizan como yodo se utilizan como antisépticos y antisépticos y desinfectantes. desinfectantes.

Isótopos radiactivos del Isótopos radiactivos del yodo se usan en yodo se usan en medicina nuclear como medicina nuclear como trazadores . trazadores .

El yoduro de plata El yoduro de plata dispersado en las nubes dispersado en las nubes se utiliza para producir se utiliza para producir lluvia con fines agrícolaslluvia con fines agrícolas

COMPUESTOS BINARIOS DE HALOGENOS Y COMPUESTOS BINARIOS DE HALOGENOS Y OXIGENOOXIGENO

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Quimica Inorganica M. Bochmann, Quimica Inorganica Avanzada, 6th Ed. John Wiley & Sons, Avanzada, 6th Ed. John Wiley & Sons, 2001. USA.2001. USA.

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