Familia II y Familia II

8/18/2019 Familia II y Familia II

http://slidepdf.com/reader/full/familia-ii-y-familia-ii 1/16

Prentice-Hall © 2002


Configuración electrónica: [GN] ns1

Posibilidades químicas:

A+

A-

Enlace covalente

Alcalinos




Li Na K Rb Cs Fr

Z 3 11 19 37 55 87

conf.electrónica [He]2s

1

[Ne]3s

1

[Ar]4s

1

[Kr]5s

1

[Xe]6s1 [Xe]7s1

Peso Atómico 6.941 22.989 39.098 85.467 132.905 (223)

Volumen Atómico 13.1 23.7 45.3 55.9 70.0 ---Densidad (g/ml) 0.534 0.968 0.856 1.532 1.900 ---Punto de fusión (ºC) 180.54 97.82 63.2 39.0 28.5 (27)

Punto de ebullición (ºC) 1347 881 756.5 688 705 --1er Pot. de Ionización (kJ/mol) 520.2 495.8 418.8 403.0 375.7 (375)Radio atómico Å 1.549 1.896 2.349 2.48 2.67 ---Radio iónico Å 0.60 0.95 1.33 1.48 1.69 1.76Electronegatividad (P) 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7

Potencial normal Eº v. M+/M v -3.02 -2.711 -2.922 -2.924 -2.923 ----Calor de hidratación (kJ/mol) 520 405 323 301 3. 256 ---

Abundancia % 6.5.10-3

2.83 2.59 11.10-2

7.10-4

Isótopos (abundancia %)6 (7,42)7 (92,58)

23 (100)39 (93,078)40 (0,0118)41 (6,9102)

85 (72,15)87 (27,85)

133 (100) 223 (100)





E S

T

R O N C

I O

B A R I O

C O

B R E

S O

D I O

P O

T A

S I O


Estado natural (fuentes)




•Los descubrimientos son recientes:

–El sodio y el potasio se descubrieron por medio deelectrólisis en 1807.

–El cesio (1860) y el rubidio (1861) se identificaron comonuevos elementos en sus espectros de emisión.

–El francio (1939) fue aislado en los productos de ladesintegración radiactiva del actinio.


Obtención




Obtención

Electrólisis de NaCl fundido – Reacción anódica

• Cl- → ½ Cl2 + e-

– Reacción catódica• Na+ + e- → Na(l)

88398 Na

--≅600 NaCl + Na2CO3

--806 NaCl

PE(ºC)PF (ºC)Sustancia


Celda Downs




Usos

• Litio:

– Aleaciones de Li-Al-Mg para la

industria aeronáutica y aereoespacial. – Ánodo de baterías.

• El Li2CO3 es inestable respecto al óxido y se utiliza en eltratamiento de las psicosis maníaco-depresivas.

• Sodio:

• El sodio como agente reductor:

KCl(l) + Na(l)→

2 NaCl(l) + K(g) TiCl4 + 4 Na→

Ti + 4 NaCl• Intercambiador de calor en reactores nucleares.

• Lámparas de vapor de sodio.

• El Na2CO3 se utiliza principalmente en la fabricación de vidrio


Na: Compuestos importantes




Reacciones del Proceso Solvay


Reacciones del Proceso Solvay

• NaCl + NH3 + H2O + CO2 NH4Cl + NaHCO3 (1)salmuera amoniacal

• 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O↑ (calentamiento, 150ºC) (2)

cenizas livianas• CaCO3 → CaO + CO2↑ (calentamiento, 1100ºC) (3)

• CaO + H2O → Ca(OH)2 (4)cal viva cal apagada

• 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2 NH3↑ + 2 H2O (5)

• Na2CO3(s) + H2O → Na2CO3·H2O (6)

cenizas livianas

• Na2CO3·H2O → Na2CO3 + H2O↑ (descomposición térmica) (7)cenizas pesadas

2 NaCl + CaCO3 → CaCl2 + Na2CO3




Grupo 2. Metales alcalinotérreos

La esmeralda se basa en el

mineral berilo: 3BeO·Al2O3

·6SiO2 pero con impurezas deCr(III)


Configuración electrónica: [GN] ns2

Posibilidades químicas:

A+; A 2+

A-

Enlace covalente

Alcalinoterreos




Be Mg Ca Sr Ba Ra

Z 3 11 19 37 55 87c on f . e l e c t r ó n i c a [ He ] 2 s

2 [ Ne ] 3 s

2 [ Ar ] 3 4s

2 [ Kr ] 5 s

2 [ Xe ] 6 s2 [ Xe ] 7 s

2

Pe s o At ó mi c o 9 . 0 1 2 2 4 . 3 0 5 4 0 . 0 8 0 8 7 . 6 2 0 1 3 7. 3 4 0 2 2 6. 0 2 5Vo l u me n At ó mi c o 4 . 4 8 1 4 . 0 2 6 . 3 3 3 . 6 3 6 . 5 4 5 . 2De n s i d a d g / ml 1 . 8 5 1 . 7 4 1 . 5 5 2 . 6 0 3 . 7 8 5 . 0Pu n t o d e f u s i ó n º C 1 2 87 6 5 0 8 4 3 7 7 0 7 1 0 9 6 0Pu n t o d e e b u l l i c i ó n º C 2 5 00 1 1 05 1 4 83 1 3 5 0 1 7 70 1 1 4 01

e r Po t e nc i a l d e I o ni z a c i ó n

e V9 . 3 20 7 . 6 44 6 . 1 11 5 . 6 92 5 . 2 10 5 . 2 8

2 º P o t e nc i a l d e I o ni z a c i ó ne V

1 8. 2 06 15 . 0 31 11 . 8 6 8 1 1. 0 27 10 . 0 01 10 . 1 0

t o t a l 2 7. 5 26 2 2. 6 75 1 7. 9 79 1 6. 7 19 1 5. 2 11 1 5. 3 8Ra d i o a t ó mi c o Å 1 . 1 13 1 . 5 9 8 1 . 9 73 2 . 1 51 2 . 1 73 - - -Ra d i o i ó ni c o ( +2 ) Å 0 . 3 1 0 . 6 5 0 . 9 9 1 . 1 3 1 . 3 5 1 . 4 0El e c t r o ne ga t i v i d a d ( P ) 1 . 5 1 . 2 1 . 0 1 . 0 0 . 9 - - -Po t e nc i a l n or ma l Eº v .M2+/ M v

- 1 . 8 5 - 2 . 3 7 - 2 . 8 7 - 2 . 8 9 - 2 . 9 1 - 2 . 9 2

Ca l o r d e h i d r a t a c i ó n Kj /

mo l

- - - 1 92 5 1 65 3 1 48 5 1 27 6 - - -

Isótopos (abundancia %) 9 (100) 24 (78,60) 25 (10,11) 26 (11,29)

40 (96,9667) 42 (0,64) 43 (0,145) 44 (2,06) 46 (0,0033) 48 (0,185)

84 (0,56) 86 (9,86) 87 (7,02) 88 (82,56)

130 (0,101) 132 (0,097) 134 (2,42) 135 (6,59) 136 (7,81) 137 (11,32) 138 (71,662)

226 (100)


•Formas de presentación: A2+

–Carbonatos, sulfatos y silicatos.•Los óxidos e hidróxidos sólo son un poco solubles enagua:

–Básicos o alcalinos.

•Los compuestos no se descomponen al calentarse:

–Este es el origen de la denominación “alcalinotérreos”.

•Los metales más pesados son más reactivos y sonsimilares a los metales del Grupo 1




Relaciones diagonales


Berilio

• Bastante inerte respecto del aire y el agua.• El BeO no reacciona con el agua, mientras que los

otros óxidos forman hidróxidos.• El Be y el BeO se disuelven en disoluciones muy básicas para formar el ion BeO2

2- (por lo tanto, sonácidos).

• El BeCl2 y el BeF2 son malos conductores de laelectricidad en estado fundido: – Por tanto, son sustancias más covalentes que sólidos

iónicos.




Cloruro de berilio


Proceso Dow para la obtención de Mg




Electrólisis del MgCl2 fundido


Descomposición de CaCO3 (caliza)

CaO + H2O→ Ca(OH)2

Cal apagada

En el apagado de la cal:

CaCO3

→ CaO + CO2

Cal viva

En el horno de caliza:∆




Estalactitas y estalagmitas

CO2 + H2O→

H3O+

+ HCO3

-

K a = 4,4·10-7

HCO3- + H2O→ H3O

+ + CO32-

K a = 4,7·10-11

CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)→ Ca(HCO3)2(aq)


Otros compuestos

• Yeso, CaSO4·2H2O: – Yeso cocido o yeso mate CaSO4·½H2O por

calentamiento del yeso. – La aplicación más importante es para obtener panelescon los que se recubren paredes interiores y tabiques enla construcción de edificios.

• El BaSO4 se utiliza en la obtención de imágenesen los rayos X.

• La cal apagada se utiliza en el mortero:

– El CaO absorbe el exceso de agua del cemento paraformar Ca(OH)2, que a continuación reacciona con CO2 para dar CaCO3.




Iones en las aguas naturales.Aguas duras

• El agua de lluvia no es químicamente pura. – Contiene gases atmosféricos disueltos. – Al alcanzar el suelo, ésta puede tomar

cantidades variables de sustancias disueltasdesde unas pocas ppm hasta quizás 1000ppm.

– Si el agua contiene iones capaces de

proporcionar cantidades importantes de un precipitado se dice que el agua es dura.

• La dureza puede ser permanente o temporal.


Agua con dureza temporal

• Contiene el ion HCO3-.

– Cuando se calienta este agua da CO32-,

CO2 y H2O. – El CO32- reacciona con cationes

multivalentes para formar una mezcla de precipitados (por ejemplo, CaCO3,MgCO3).

• El agua puede ablandarse precipitando los iones multivalentesutilizando cal apagada.




Agua con dureza permanente

• Contienen concentraciones importantes de aniones

distintos del carbonato. – Por ejemplo, SO42-, HSO4

-. – Se suele ablandar precipitando el Ca2+ y el Mg2+

utilizando carbonato de sodio, quedando una disoluciónacuosa con Na+ (aq).

• La formación del cercode las bañeras se debe auna mezcla de jabonesinsolubles de calcio ymagnesio, como el

palmitato de magnesio.


Ablandamiento del agua

• Intercambio iónico:

– Los cationes no deseados, Mg2+

Ca2+ y Fe3+ se intercambian poriones que no dan problemascomo el Na+.

– Resinas o zeolitas.




Desionización

• En lugar de reemplazar los cationes con Na+,se reemplazan con H+.

• Entonces, los aniones se sustituyen con OH-.

H+(aq) + OH-(aq)→ H2O(l)

Familia II y Familia II

Documents

Transcript of Familia II y Familia II