Transcript Grupo15

Grupo 15
Nitrogenoides
Equipo Galio:
Alberto Alfaro-Victoria,
Aarón Barbosa,
Andrea Chapela,
Mario Flórez,
Alicia Hernández,
Emilio Pradal
Características generales
• Tiene tanto propiedades metales, como no
metales.
• ns²np³ → estabilidad→ elevada energía
de ionización.
• 5 electrones de valencia.
• Óxidos son cada vez más básicos.
Propiedad
Nitógeno Fósforo Arsénico Antimonio Bismuto
Electrones val.
2s22p3
3s23p3
4s24p3
5s25p3
6s26p3
P. fusión (ºC)
-210
44*
614
631
271
P. ebullición (ºC)
-196
280
817
1587
1564
R. atómico (pm)
75
110
120
140
150
EI1 (KJ/mol)
1402
1012
947
834
703
EN
3.0
2.1
2.0
1.9
1.9
Nitrógeno
Propiedad
Símbolo
Peso atómica (g/mol)
Número atómico
Radio atómico (pm)
Densidad (g/mL)
Estado de agregación en CN
Descubridor
N
14
7
56 pm
1.25
Gas diatómico N2
Daniel Rutherford 1772
Obtención
Obtención:
• Licuefacción del aire → destilación
fraccionada.
• Calentar NaN3 a 300°C hasta descomposición
NaN3
Na + 3/2 N2
ABUNDANCIA:
• En el universo: 1000 ppm. (por peso).
• En el sol es de 1000 ppm.
• En la corteza terrestre : 25 ppm.
• En el mar:
Superficie del atlántico: 8 X 10-5 ppm. Fondo del
atlántico: 2.7 X 10-1 ppm.
Superficie del pacífico: 8 X 10-5 ppm. Fondo del
Pacífico: 5.4 X 10-1 ppm.
• En el humano: 2.6 X 10-7 ppb.
• Conforma el 78% de la atmósfera.
• Se producen 44 millones de toneladas.
USOS
• Producción de amoníaco.
• Como líquido, para bancos de esperma.
• Como gas, para almacenar alimentos, carnes por
ejemplo, para evitar que se oxiden por el aire común.
IMPORTANCIA:
Componente de proteínas, TNT, nitratos de amonio que
sirven como fertilizantes y explosivos.
El ácido nítrico que sirve para la producción de sales y
otros compuestos.
Peligros
• Provoca asfixia en espacios cerrados.
• Narcosis por nitrógeno.
Datos Curiosos
Nitrógeno líquido en la cocina:
• Producción de helado en cuestión de segundos, debido
a que no es tóxico se vierten 2 L de este compuesto
con 1 L de leche saborizada y se produce el helado.
• En general el frío al deshidratar los productos ejerce la
misma transformación que se obtiene con el fuego, con
esta técnica del nitrógeno líquido podemos acelerar la
cocción para eliminar los procesos bacterianos y para
reducir las pérdidas de propiedades organolépticas
provoquen un deterioro considerable de las materias.
Fósforo
Propiedad
Símbolo
Masa atómica (g/mol)
Número atómico
Radio atómico (pm)
Densidad (g/mL)
Estado de agregación en CN
Descubridor
P
30.97
15
1.28
1.82
Sólido
Hennig Brandt en 1669
Estructura:
• En la mayor parte de sus compuestos, el fósforo está
enlazado químicamente a cuatro átomos inmediatos.
Hay gran número de compuestos en los que uno de los
cuatro átomos está ausente y en su lugar hay un par de
electrones no compartidos.
• Hay también unos cuantos compuestos con cinco o seis
átomos unidos al fósforo; son muy reactivos y tienden
a ser inestables.
Formas Alotrópicas
• Fósforo blanco, negro, rojo
Fosfatos:
• Los fosfatos se basan en átomos de fósforo rodeados
en una disposición tetraédrica por átomos de oxígeno.
La familia de las cadenas de fosfato se basa en hileras
alternadas de átomos de fósforo y oxígeno en que cada
átomo de fósforo permanece en el centro de un
tetraedro de cuatro átomos de oxígeno.
• Papel esencial en los procesos de transferencia de
energía (metabolismo, fotosíntesis, función nerviosa y
acción muscular).
• Los ácidos nucleicos son fosfatos.
• Algunas coenzimas son fosfatos.
• Los esqueletos de los animales están formados por
fosfato de calcio.
Obtención
• El fósforo se encuentra en la naturaleza
como Ca3(PO4)2 y fluoroapatita, Ca5(PO4)3F
• La
fluoropatita,
Ca5F(PO4)3,
se
extrae
esencialmente de grandes depósitos secundarios
originados en los huesos de animales y que se
hallan en el fondo de mares prehistóricos, y de
los guanos depositados sobre rocas antiguas.
2Ca3(PO4)2 (s)+10 C(s)+ 6SiO2 (s) P4 (g)+ 10 CO(g)+ 6 CaSiO3 (l)
Usos
• El compuesto de fósforo de mayor importancia biológica
es el adenosintrifosfato (ATP).
• Fertilizantes (constan de ortofosfato diácido de calcio u
otofosfato ácido de calcio muy impuros, Ca(H2PO4)2 y
CaHPO4).
• Relleno de detergentes.
• Nutrientes suplementarios en alimentos para animales.
• Ablandadores de agua.
• Aditivos para alimentos y fármacos, en metalurgia y de
productos petroleros.
• Agentes de revestimiento en el tratamiento de
superficies metálicas.
• Plastificantes.
• Insecticidas.
Efectos del Fósforo sobre la salud
• Demasiado fosfato puede causar problemas de salud, como
es daño a los riñones y osteoporosis. La disminución de
fosfato también puede ocurrir. Estas son causadas por uso
extensivo de medicinas. Demasiado poco fosfato puede
causar problemas de salud.
• El fósforo blanco puede causar quemaduras en la piel,
dañar el hígado, corazón y riñones.
Efectos ambientales del Fósforo
• El incremento de la concentración de fósforo en las aguas
superficiales aumenta el crecimiento de organismos
dependientes del fósforo, como son las algas. Estos
organismos usan grandes cantidades de oxígeno y
previenen que los rayos de sol entren en el agua. Esto hace
que el agua sea poco adecuada para la vida de otros
organismos. El fenómeno es comúnmente conocido como
eutrofización.
Datos Curiosos
• Los humanos han cambiado el suministro natural
de fósforo radicalmente por la adición de
estiércol ricos en fosfatos.
• El fosfato era también añadido a un número de
alimentos, como quesos, salsas, jamón.
• En la mayoría de los casos la
gente que muere por fósforo blanco
ha sido por tragar accidentalmente
veneno de rata.
Arsénico
Propiedad
Símbolo
Peso atómica (g/mol)
Número atómico
Estado de oxidación
Radio atómico (pm)
Densidad (kg/m³)
As
33
±3,5
114 pm
5727
Arsénico del persa Zarnikh: oropimente amarillo
•
•
•
•
Mineral disponible con un 99.999% de pureza.
52° elemento en abundancia: 2 ppm.
5 x 10-4% de la corteza terrestre.
Tres formas alotrópicas: metálico, amarillo,
negro.
• El principal mineral del arsénico: FeAsS
(arsenopirita, pilo).
USOS:
• Preservante de la madera (70%).
• El arseniuro de galio es un importante
material semiconductor empleado en circuitos
integrados más rápidos, y caros, que los de
silicio. También se usa en la construcción de
diodos láser y LED.
• Aditivo en aleaciones de plomo y latones.
• Insecticida (arseniato de plomo), herbicidas
(arsenito de sodio), fertilizante y venenos.
• El disulfuro de arsénico se usa como pigmento
y en pirotecnia.
• Decolorante en la fabricación del vidrio
(trióxido de arsénico).
• Fines terapéuticos: leucemia.
• Arsénico metálico: Aumenta la dureza de las
aleaciones de plomo.
• GaAs y InAs: Fabricar semiconductores.
• Plaguicidas y pigmentos.
PELIGROS:
• Tóxico. Inorgánico: irritación estomacal,
irritación en los pulmones, posibilidades de
desarrollar cáncer, infertilidad, abortos, daños
en el ADN.
Principales productores:
• Francia, Suecia, México.
Antimonio
Es el elemento de número
atómico 51 y está situado en
el grupo 15 de la tabla
periódica.
Fase
Propiedades.
Electronegatividad
Punto de fusión
Punto de ebullición
Densidad
Entalpía de fusión
Entalpía de vaporización
Sólida
2.05
630.63°C
1587°C
6.697g/cm3
20.9 kJ mol-1
165.8 kJ mol-1
Abundancia (en peso).
En el Universo.
En el Sol
En la corteza terrestre
En los océanos
0.0004 ppm
0.001 ppm
0.12 ppm
2 x 10-4 ppm
Fuentes.
Aunque este elemento no es muy
abundante, existe en más de 100 especies
minerales. En ocasiones se encuentra puro,
pero su forma más común es la estibina
(Sb2S3).
El 84% del antimonio es producido por
China.
Algunas
reservas
importantes
se
encuentran en Italia, Perú, México, Bolivia
y Francia.
Estibina
Obtención.
Mediante el tostado del sulfuro de
antimonio se obtiene óxido de antimonio
(III), Sb2O3, que se puede reducir con
coque para la obtención de antimonio:
2Sb2S3 + 9O2 → 2Sb2O3 + 6SO2
2Sb2O3 + 3C → 4Sb + 3CO2
También se puede obtener por reducción
directa del sulfuro, por ejemplo con
chatarra de hierro:
Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FeS
Reacciones.
Al rojo vivo reacciona con el agua
para formar óxido de antimonio III.
2Sb(s) + 3H2O(g) → Sb2O3(s) + 3H2(g)
Cuando se calienta reacciona con el
aire y forma trióxido de antimonio:
4Sb(s) + 3O2(g) → 2Sb2O3(s)
Aplicaciones.
♦ Baterías y acumuladores.
♦ Tipos de imprenta.
♦ Recubrimiento de cables.
El trióxido de antimonio es el más
compuesto importante y se usa
principalmente como retardante de
llama en ropa, juguetes, o cubiertas de
asientos.
Dato histórico.
Un artefacto hecho de antimonio fue
encontrado en Caldea (actualmente Irak).
El artefacto data del año 3000 a.C.
Bismuto
Propiedad
Símbolo
Peso atómica (g/mol)
Número atómico
Radio atómico (pm)
Densidad (kg/m³)
Descubridor
Bi
208.98
83
146 pm
9780
C.F. Geoffroy 1753
• Naturalmente sólo hay un isótopo de bismuto, el
bismuto-209.
• Es común disolverlo en ácido nítrico o ácido sulfúrico.
Se encuentra en minerales: la bismutita (Bi2O2(CO3)),
bismutotantalita (Bi(Ta,Nb)O4), bismutoferrita
(BiFe2+3(SiO4)2(OH)), bismutoclorita
((Bi,Ca,)2(Ta,Nb)2(O,OH)7), los dos minerales de más
importantes de bismuto son bismita (Bi2O3) y
bismutina (Bi2S3).
• También es posible encontrarlo puro en la naturaleza.
• Principales productores: Canadá, Bolivia, Japón,
México, Perú.
• Producción anual: 3 000 toneladas.
Obtención
• Generalmente se obtiene como un producto
secundario de procesos de minerales de otros
metales, principalmente plomo y tungsteno.
ABUNDANCIA:
En la corteza terrestre 0.048ppm  se forma del
decaimiento de Uranio y Torio.
En el agua marina:
•
Superficie del Atlántico:
5.1X10-8 ppm
•
Superficie del Pacífico:
4X10-8 ppm
•
Pacífico profundo:
4X10-9 ppm
En el universo:
0.0007ppm (por peso).
APLICACIONES:
• En la industria farmacéutica.
• Preparación de aleaciones de bajo punto de
fusión, vidrios, cerámicos.
• Formación de compuestos semiconductores.
• Catalizador en la producción de hule.
• Imanes permanentes muy fuertes se pueden
construir con “bismanol” (MnBi).
• Sustituto del plomo.
• El principio activo del medicamento PeptoBismol, es el salicilato de bismuto (C7H5BiO4).
Datos Curiosos
• Los óxidos de bismuto estroncio calcio cobre
(Bi2Sr2CanCun+1O2n+6) son la familia de los
primeros superconductores de alta temperatura
descubiertos que no contienen tierras raras.
• Es de las pocas sustancias cuya fase líquida es
más densa que la fase sólida, por ello es muy útil
en procesos de soldado (pues se expande al
solidificar), y de gran interés para las aleaciones.
Ununpentio
• Febrero 2 del 2004:
243 Am
95
243 Am
95
+ 4820Ca → 287115Uup + 4 1n
+ 4820Ca → 288115Uup + 3 1n
• Decaimientos:
287
115Uup
288
115Uup
288
115Uup
288
115Uup
→ 283113Uut + 42He (46.6 milliseconds)
→ 284113Uut + 42He (80.3 milliseconds)
→ 284113Uut + 42He (18.6 milliseconds)
→ 284113Uut + 42He (280 milliseconds)
• No se conoce mucho del elemento, dado que sólo se le ha
formado un par de veces y aún no tiene ningún uso.
Bibliografía
• http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/nitro
geno
• http://education.jlab.org/itselemental/ele115.html
• http://www.lenntech.es/periodica/elementos/as.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/Ars%C3%A9nico
• http://www.fastonline.org/CD3WD_40/HDLHTML/ENVMA
NL/ES/VOL312.HTM
• http://www.freshney.org/ptonline/data/elements/51.htm
• http://en.wikipedia.org/wiki/Antimony
• Cotton, A. Química inorgánica avanzada. Editorial Limusa.
1° edición, 1986.