Post on 25-Jan-2016
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Grupo 15 y entorno
Propiedades Periódicas Grupo 15
Propiedades Periódicas Grupo 15
Abundancia en Corteza Terrestre…
y Atmósfera
Separar N2 del aire
OM para el N2
10 e–
DN2 = 946 kJ/mol
Mezclar2s y 2pz !
OM para O2 y F2
No hay mezcla2s – 2pz
Variación de energías orbitales enmoléculas diatómicas homonucleares
EspectroscopíaFotoelectrónicaen el N2
El primer complejode N2 !
Fósforo blanco
2 Ca3(PO4)2(s) + 6 SiO2 + 10 C(s) 6 CaSiO3(l) + 10 CO(g) + P4(g)
Capa plegada de P negro
Atomos oscuros cerca observadorAtomos claros más lejos
Red plegada de Bi
Entalpías de enlace covalente, en kJ/mol
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
HIDRUROS
Hidruros del Grupo 15 - Propiedades
Usos del NH3
Síntesis de Haber!
HIDRUROS
HIDRUROS
Acido hidrazoico
ion azida
HIDRUROS
OxidosdeN
Oxidos de N - Propiedades
HNO3
NO3–
HNO3
Diagrama Latimer para N a pH 0
Diagrama deLatimer para N(ácido y alcalino)
Diagramas deFrost, Grupo 15Medio ácido
N “bio”
Macho activado
Oxoácidos de P – Estructuras y valores de pKa
Fosfatos condensados Ablandadores de aguasFertilizantes, DetergentesNutrientes en sistemas acuáticos
(PO3)nn–
Anillos cíclicos
(Metafosfatos)
n=3
n=4
Cadenas Lineales (Polifosfatos)(PnO3n+1)(n+2)–
Estructura del ATP – Reacción de hidrólisis
ATP4– + 2H2O ↔ ADP3– + HPO42– + H3O+ Gº = –41 kJ/mol, pH 7,4
H3PO4
H3PO3
Regla de Pauling: pKa ≈ 8 - 5 p
oxoácidos
Acidos Polipróticos Constantes de acidez y estructura molecular
pKa1
2,23
1,43
pKa2
7,21
6,68
pKa3
12,32
Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II
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
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
• Carga formal Oxoácido pK1
• 2 HNO3
• H2SO4 -1 a -3 fuertes
• HClO3
• 3 HClO4
• HIO4 ca -10 muy fuertes
• HMnO4
Seguimos con Pauling…
Acidos Polipróticos Constantes de acidez y estructura molecular
Acidos Polipróticos
oxoácidos
O
..
H
..
+ H2O..
P....
..
..
OO
O..
O....
O P.. ..
..O+ H3O+
-σsp3
-p
πp-d
pKa1estimado = 2 pKa1experimental = 2,23
H
..O H..
O..
H
..
..P..
....
..
O
O..
O
H
..
..
..
H H
Acido fosfórico H3PO4
Acido fosforoso pKa1experimental = 1,43
H3PO3
Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II
Acidos Polipróticos Diagramas de especiacion
Acidos Polipróticos
Acido fosfórico
Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II
Fosforo – 1° cuatrimestre 2008 – Qca, Gral. e Inorgánica II
¿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
Ca5(PO4)3F (s) + 5 H2SO4 (c) 3 H3PO4 (ac) + 5 CaSO4 (s) + HF (ac)
Produccion industrial de Acido fosfórico
HF + SiO32– SiF6
2–