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Grupo 15 y entorno

Grupo 15 y entorno. Propiedades Periódicas Grupo 15. Propiedades Periódicas Grupo 15. Abundancia en Corteza Terrestre…. y Atmósfera. Separar N 2 del aire. OM para el N 2. 10 e –. Mezclar 2s y 2p z !. D N2 = 946 kJ/mol. OM para O 2 y F 2. No hay mezcla 2s – 2p z.

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Grupo 15 y entorno

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Presentation Transcript

  1. Grupo 15 y entorno

  2. Propiedades Periódicas Grupo 15

  3. Propiedades Periódicas Grupo 15

  4. Abundancia en Corteza Terrestre… y Atmósfera

  5. Separar N2 del aire

  6. OM para el N2 10 e– Mezclar 2s y 2pz ! DN2 = 946 kJ/mol

  7. OM para O2 y F2 No hay mezcla 2s – 2pz

  8. Variación de energías orbitales en moléculas diatómicas homonucleares

  9. Espectroscopía Fotoelectrónica en el N2

  10. El primer complejo de N2 !

  11. Fósforo blanco 2 Ca3(PO4)2(s) + 6 SiO2 + 10 C(s)  6 CaSiO3(l) + 10 CO(g) + P4(g)

  12. Capa plegada de P negro Atomos oscuros cerca observador Atomos claros más lejos

  13. Red plegada de Bi

  14. Entalpías de enlace covalente, en kJ/mol

  15. Nitruros • Compuestos binarios de N con otros elementos (excepto óxidos y haluros) • Tres Clases: • 1) Iónicos: N3– ej.: Li3N, M3N2 (M = Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd) • 2) Intersticiales  Atomos de N se incorporan en huecos de metales de transición (N2 o NH3 con metales fundidos a alta T). Fases de composición variable, MNx. Materiales duros, abrasivos, inertes, altos pf, conductores (ej.: VN, herramienta de corte) • (comparar con carburos, boruros) • 3) Covalentes: BN, Si3N4, P3N3, S4N4

  16. HIDRUROS

  17. Hidruros del Grupo 15 - Propiedades

  18. Usos del NH3 Síntesis de Haber!

  19. HIDRUROS

  20. HIDRUROS

  21. HIDRUROS Acido hidrazoico ion azida

  22. Oxidos de N

  23. Oxidos de N - Propiedades

  24. HNO3 NO3–

  25. HNO3

  26. Diagrama Latimer para N a pH 0

  27. Diagrama de Latimer para N (ácido y alcalino) Diagramas de Frost, Grupo 15 Medio ácido

  28. N “bio”

  29. Macho activado

  30. Oxoácidos de P – Estructuras y valores de pKa

  31. Fosfatos condensados Ablandadores de aguas Fertilizantes, Detergentes Nutrientes en sistemas acuáticos Cadenas Lineales (Polifosfatos) (PnO3n+1)(n+2)– n=3 (PO3)nn– Anillos cíclicos (Metafosfatos) n=4

  32. Estructura del ATP – Reacción de hidrólisis ATP4– + 2H2O ↔ ADP3– + HPO42– + H3O+Gº = –41 kJ/mol, pH 7,4

  33. Acidos Polipróticos Constantes de acidez y estructura molecular pKa1 2,23 1,43 pKa2 7,21 6,68 pKa3 12,32 H3PO4 H3PO3 Regla de Pauling:pKa≈ 8 - 5 p oxoácidos Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II

  34. Estimación de Acidez en Oxoácidos (Reglas de Pauling) • HnXOm (ej.: H3PO4, HClO, HClO4, HNO2, etc) • - Suponemos estructura: Om-nX(OH)n (m-n = p, otras descripciones) • - En cada enlace X-OH se comparte 1e – para X y 1 e– para OH • - En cada enlace XO se usan 2 e– de X y por ende X “pierde” 1 e– neto • O sea: Carga formal + de X = número de enlaces XO = m-n

  35. Aplicación de las Reglas de Pauling • Carga formal (m-n) Oxoácido pK1(medido) • 0 HClO 7,50 • H3AsO3 9,22 • HBrO 8,68 • H6TeO6 8,80 • 1 H3PO4 2,12 • H3AsO4 3,5 • H5IO6 3,29 • H2SO3 1,90 • HClO2 1,94 • HNO2 3,3 7-11, débiles 2-4, medio fuertes

  36. Seguimos con Pauling… • Carga formal Oxoácido pK1 • 2 HNO3 • H2SO4 -1 a -3 fuertes • HClO3 • 3 HClO4 • HIO4 ca -10 muy fuertes • HMnO4

  37. Acidos Polipróticos Constantes de acidez y estructura molecular Acido fosforoso pKa1experimental = 1,43 H3PO3 Acidos Polipróticos H3PO4 Acido fosfórico .. .. πp-d .. .. .. .. .. σsp3-p O O O H .. .. .. .. .. .. - .. .. .. .. .. .. .. O P O H + H2O O P O O P O + H3O+ H H .. .. .. .. .. .. O O O H H H pKa1estimado = 2 pKa1experimental = 2,23 oxoácidos Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II

  38. Acidos Polipróticos Diagramas de especiacion Acidos Polipróticos Acido fosfórico Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II

  39. Ca5(PO4)3F (s) + 5 H2SO4 (c) 3 H3PO4 (ac)+ 5 CaSO4 (s) + HF (ac) Produccion industrial de Acido fosfórico ¿Por qué producir fosforico? ¿Materia prima? ¿Tipo de transformación? ¿Con qué? ¿Condiciones? ¿Problema? ¿Solución? Fertilizantes, Prods.Aliment. Apatitas: Ca3(PO4)2, Ca5(PO4)3X Protonación Acido fuerte Disolucion (metodos “humedos”) Baja solubilidad apatitas Productos insolubles HF + SiO32– SiF62– Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II

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