Grupo 1

23-5-05

Bloque s

Dra. S Llesuy

Minerales metálicos mejor conocidosMinerales metálicos mejor conocidos

Sulfuros

Cloruros

Óxidos

Nativos

Otros compuestos

Metales en la naturalezaMetales en la naturaleza

• La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza combinados químicamente en forma de minerales.

• Un mineral es una sustancia natural con una composición química característica , que varia solo dentro de ciertos limites

Propiedades generalesPropiedades generales

• Tienen apariencia lustrosa

• Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el Hg)

• Son buenos conductores de calor

• Son buenos conductores de la electricidad

• Son maleables

• Son dúctiles

Bloque s

Metales alcalinos

(grupo 1A o 1)

Metales alcalinotérreos

(grupo 2 A o 2)

Configuración electrónica

Cationes (mM) Aniones (mM)

NaNa++ K+ Mg2+ Ca2+ Cl- HPO42- HCO3

-

Agua de mar 460 10 52 10 550 <1 30

Glóbulos rojos 11 92 2,5 10-4 50 3 (10)?

Plasma 160 10 2 2 100 3 30

Concentración de los principales cationes y aniones Concentración de los principales cationes y aniones libres en la célula y su medio ambiente. libres en la célula y su medio ambiente.

Forman óxidos e hidróxidos básicos

Li

Na

KRb

Cs

Grupo 1

Cationes (mM) Aniones (mM)

NaNa++ K+ Mg2+ Ca2+ Cl- HPO42- HCO3

-

Agua de mar 460 10 52 10 550 <1 30

Glóbulos rojos 11 92 2,5 10-4 50 3 (10)?

Plasma 160 10 2 2 100 3 30

Concentración de los principales cationes y aniones Concentración de los principales cationes y aniones libres en la célula y su medio ambiente. libres en la célula y su medio ambiente.

Propiedades físicas a 25 C y 1 atm

Z Nombre Símbolo masa molar PF PE Densidad

(g/mol) ( C) ( C) (g/cm3)

3 Litio Li 6.94 181 1347 0.53

11 sodio Na 22.99 98 883 0.97

19 potasio K 39.10 64 774 0.86

37 rubidio Rb 85.47 39 688 1.5355 cesio Cs 132.91 28 678 1.87

87 francio* Fr 223 27 677 ----

* Radioactivo

Propiedades

Símbolo radio atómico radio ionico Ei Electronegatividad E0 red (pm) ( pm) (kJ/mol) ( V)

Li 155 60 520 1.0 -3.05Na 190 95 496 0.9 -2.93K 235 133 419 0.8 -2.71

Rb 248 148 403 0.8 -2.93Cs 267 169 375 0.7 -2.92

Variación de la afinidad electrónicaVariación de la afinidad electrónica

Energía desprendida cuando se añade un electrón a un átomo gaseoso.

Energía de ionización

Afinidad electrónica

Electro-negatividad

Ionformado

Baja Baja Baja Catión

Alta Alta Alta Anión

Uniones químicasUniones químicas

Correcciones al modelo iónicoCorrecciones al modelo iónico

Poder polarizante Relación carga/ tamaño del catión

En el caso de los metales alcalinos

Igual carga Condiciona el tamaño

Li más polarizante

Li 3 (89) 2 (63) 1,8 (55) 1,5 (43)

Na 3,1 (91) 2,1 (67) 1,9 (59) 1,6 (47)

K 3,2 (92) 2,2 (70) 2,0 (63) 1,7 (51)

F Cl Br I

Diferencia de electronegatividad y Diferencia de electronegatividad y porcentual de carácter covalenteporcentual de carácter covalente

Enfoque molecular del proceso de disolución

Hdisolución = H1 + H2 + H3

(+) (+)

(-)

Hdisolución = Hreticular + Hhidratación

Hreticular

Por definición, lleva signo positivo.

Más endotérmico a mayor carga y menor tamaño.

Hhidratación

Por convención, lleva signo negativo.

Más exotérmico a mayor carga y menor tamaño.

Iones H H (kJ /mol) Radio (pm)

Li+ -558 68

Na + -444 97

K+ -361 133

Entalpías de hidratación a 298 KEntalpías de hidratación a 298 K

Sal H D (kJ /mol)

LiF +4,9

NaF +1,9

KF -17,7

Entalpía de disoluciónEntalpía de disolución

Propiedades químicas

hidrógeno

oxígeno

nitrógeno

halógenos

agua

Reactante Reacción con lo metales alcalinos

Ciclo de Born-HaberCiclo de Born-Haber

M(S) M+(aq) + e-

H total

M(g) M+(g) + e-

H de ionización

H de sublimación

H de hidratación

H total = H de sublimación + H ionización + H hidratación

Li Na K Rb Cs

H de sublimación 38 26 22 19 19

H de ionización 124 118 100 96 90

H de hidratación -121 -95 -76 -69 -62

H total 41 49 46 46 49

H asociado a la H asociado a la reacción de oxidaciónreacción de oxidación para elementos del bloque s en agua.para elementos del bloque s en agua.

Eº red -3.05 -2.93 -2.71

H total - 41 -49 -46

Propiedades químicas

hidrógeno

oxígeno

nitrógeno

halógenos

agua

Reactante Reacción con lo metales alcalinos

Clasificación de hidrurosClasificación de hidruros

•Hidruros salinos o iónicos:Presentan en su molécula el ion hidruro H-

Se forman a partir de la reacción:Hidrógeno + Metal alcalino o Ca, Sr o Ba.

•Hidruros covalentes:La estabilidad depende de la electronegatividad del no metal y del tamaño del átomo.Se descomponen liberando hidrógeno y el elemento correspondiente.

•Hidruros intersticiales:Con metales de transición

Clasificación de hidrurosClasificación de hidruros

Covalente

Serie de actividad de los metales

Des

pla

zan

el

hid

róg

eno

de

los

ácid

os

Des

pla

zan

el

hid

róg

eno

del

vap

or

Des

pla

zan

el

hid

róg

eno

del

ag

ua

fría

Reacciones químicasReacciones químicas

Li + ½ H2 LiH (Hidruro de litio)

Na + ½ H2 NaH (Hidruro de sodio)

Con hidrógeno:

Forman hidruros salinos, son solidos blancos , tienen un alto punto de fusion , su estructura cristalina es analoga al del NaCl.

NaH (s) +H2O(l) NaOH(ac) + H2(g)

Propiedades químicas

hidrógeno

oxígeno

nitrógeno

halógenos

agua

Reactante Reacción con lo metales alcalinos

Reacciones químicasReacciones químicas

Li + ½ O2 Li2O (óxido de litio)

2 Na + O2 Na2O2 (peróxido de sodio)

K + O2 K2O2 (peróxido de potasio)

KO2 (superóxido de potasio)

Rb + O2 RbO2 (superóxido de rubidio)

Cs + O2 CsO2 (superóxido de cesio)

Con oxígeno:

Los cationes grandes estabilizan aniones voluminosos y viceversa.

Li2O

Na2O2

KO2

4KO2(s)+ 2H2O(g) KOH(s) + 3O2(g)

KOH (s) + CO2(g) KHCO3 (s)

Propiedades químicas

hidrógeno

oxígeno

nitrógeno

halógenos

agua

Reactante Reacción con lo metales alcalinos

Reacciones químicasReacciones químicas

6 Li (s) + N2 (g) 2 Li3N (s)(Nitriro de litio)

3 Mg (s) + N2 (g) Mg3N2(s)

Propiedades químicas

hidrógeno

oxígeno

nitrógeno

halógenos

agua

Reactante Reacción con lo metales alcalinos

Reacciones químicasReacciones químicas

Li + ½ X2 LiX (haluro de litio)

Na + ½ X2 NaX (haluro de sodio)

Na(s) + ½ Cl2 (g) NaCl(s)

Interacciones ion-ion

Na+ — Cl- en un cristal.

La magnitud de estas fuerzas es grande.

Electrolisis de cloruro de sodio fundidoElectrolisis de cloruro de sodio fundido

Propiedades químicas

hidrógeno

oxígeno

nitrógeno

halógenos

agua

Reactante Reacción con lo metales alcalinos

M(s) + H2O(l) M+ (ac) + OH-(ac) + 1/2 H2 (g)

Li Na K

Reacciones de desplazamiento de H2

Propiedades de los compuestos del grupo 1Propiedades de los compuestos del grupo 1

Compuesto Formula Comentario

Oxidos M2O Obtenidos por descomposición de los carbonatos,

bases fuertes, reaccionan con agua para formar

hidróxidos.

Hidróxidos MOH Formados por reducción del agua con el metal o a

partir del oxido. Forman bases fuertes.

Carbonatos M2CO3 Solubles en agua. La mayoría se descomponen y

generan el óxido al calentarse.

Carbonatos ácidos MHCO3 Son bases débiles en agua. Pueden obtenerse en

forma sólida.

Nitratos MNO3 Se descomponen a nitritos y generan oxígeno

cuando se calientan fuertemente.

Sales de acidos fuertes MA Normalmente solubles en agua. Dan soluciones

neutras.

Sales de ácidos debiles MA Dan soluciones básicas.

Sin aplicaciones o de escasa importanciaLa mayoría son venenos violentos

Quimica Inorgánica Aplicada

K

Mg

Ca

Na

Li

Bloque sPara un hombre de 70 kg

H 62.8 %

O 25.4 %

C 9.4 %

N 1.4 %

Otros 1 %

Ca > P> S>K> Na> Cl> Mg

Elementos trazas :Fe, Zn, Cu

Elementos ultratrazas: Mn, Ni, Se

Funciones

• constitucion de estructuras de soporte y protección.

• forman parte de los tejidos duros

• interaccion electrostática

•Efecto osmótico

•Impulso eléctrico

Cation Efecto sobre las enzimas y metabolismo otras funciones

K + activa la respiración controla presion

en el musculo, riñon, tej. Osmotica

Na + inhibe los procesos metab Posm, absorcion

que desencadena el Na. Bomba Na de glucosa, aa.

Mg 2+ activa las quinasas. est. El RNA, DNA

Ca 2+ cofactor para la amilasa, estimula la actividad

de los sist.smembrana

estructural

Li

El carbonato de litio manías bipolares

Dificil ajuste dosis efectiva. Evaluar Litemia en sangre y en orina.

Se excreta como Li+ en un 95% por riñón

Mecanismo de acción posible: lentifica el ritmo circadiano efecto sobre la neurotransmisión Aumenta nivel serotonina Disminuye la liberación de Noradrenalina Disminuye la sintesis de acetilcolina