QUÍMICA INORGÁNICA -...
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QUÍMICA INORGÁNICA Unidad VII: GRUPO DEL CARBONO
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Unidad VII: GRUPO DEL CARBONO
BIBLIOGRAFIA GENERAL• Atkins, P. ; Jones, L. (2006). “Principios de Química. Los caminos del descubrimiento”. Editorial Médica PANAMERICANA S. A. Argentina.• Atkins, P. ; Jones, L. (1998).”Química. Moléculas. Materia. Cambio”. Omega S.A. Barcelona. España.• Brown, T.; LeMay, H.; Bursten, B. (1998) ”Química la Ciencia Central”. Prentice Hall Hispanoamericana S.A. México.• Geoff Rayner-Canham.(2000) Química Inorgánica Descriptiva. Prentice-Hall.•Caterine E. Housecroft, A. G. Sharpe. (2006)., Química Inorgánica, Prentice -Hall, 2ª ed.• Petrucci, R. Harwood, W.(1999) Química General. Principios y Aplicaciones Modernas. Editorial Prentice Hall Iberia. • Whitten, K.W.; Gailey, K.D.; Davis, R.E.(1992) QuímicaGeneral. 3ra. Edición. México. Mc Graw-Hill Interamericana.• Shriver, D.F.; Atkins P.W.; Langford C.H. (1998) “Química Inorgánica” .Volumen I. Editorial Reverté S.A. • http://www.uv.es/~borrasj/docencia/apuntes/• http://www.uclm.es/profesorado/afantinolo/Docencia/Inorganica/
Los dos primeros elementos de este grupo juegan un papelextraordinario: el C forma parte de todos los compuestos orgánicos(soporte de la vida) y el Si, en forma de silicatos, estructura lalitosfera sobre la cual esta vida se asienta.En palabras del Prof. Atkins el carbono es uno de los elementosprimordiales para la vida y la inteligencia mientras que Si (y Ge) loson para la tecnología electrónica y la inteligencia artificial.
CARBONO
Estructura del diamante
En el diamante los enlaces entre los átomos de C son covalentes simples, cada par electrónico del enlace se halla ubicado en un OM
, por esta razón se dice que el par se halla localizado por que pertenece exclusivamente a los 2 átomos de C.
La distribución espacial de los átomos de C hace que el diamante tenga estructura cristalina compacta.
Estructura del grafitoláminas hexagonaleses un polímero bidimensional
el orbital extendido o deslocalizado contribuye a la estabilidad del grafito
Diferencias entre el diamante y el grafito
La longitud del enlace en el diamante (1,54 Å )es mayor, por que la longitud corresponde a un enlace covalente simple, en cambio, en el grafito la longitud
del enlace es menor por que 2 átomos de C están unidos por una longitud correspondiente a un enlace
covalente simple + 1/3 de doble enlace.
El grafito es mas estable que el diamante, porque el enlace C-C tiene una menor energía debido a la
existencia del orbital deslocalizado.
El diamante es una sustancia dura por tener una estructura cristalina compacta debido a la distribución tetraédrica de los átomos, en cambio, el grafito es blando por estar formado por laminas hexagonales
superpuestas, unidos por débiles fuerzas de van der Waals. Las láminas pueden deslizarse entre si, por esto
al grafito se lo utiliza como lubricante.
El grafito conduce la corriente eléctrica debido a que al aplicarse una diferencia de potencial en el sentido de las laminas, los electrones ubicados en el OM pueden desplazarse como un flujo electrónico, en el sentido de
las laminas, en cambio el diamante no conduce la corriente por que tiene pares electrónicos localizados
entre los átomos de carbono.
Carburosson combinaciones binarias de C y un elemento de electronegatividad igual
o inferior
Clasificación:• carburos iónicos• carburos moleculares• carburos intersticiales (o metálicos).
CARBUROS IÓNICOS
Los forman los elementos más electropositivos (alcalinos y alcalinotérreos) así como Cu, Ag, Au.
Estas estructuras se pueden describir como empaquetamientos de cationes metálicos y
aniones acetiluro.Se hidrolizan dando acetileno
Si en la descomposición de un carburo iónico por acción del agua se
desprende gas metano el carburo es un metánido
Algunos elementos de los gruposIA, IIA, IIIA, como asítambién el Cu+, Ag+ y Zn2+
forman carburos metánidos.
Si en la reacción del carburo con el aguase desprende gas acetileno (C2H2) elcarburo es un acetiluro.
CARBUROS INTERSTICIALES
átomos de C en las cavidades octaédricas de las estructuras compactas de los metales de transición
CARBUROS COVALENTES
Se forman cuando la electronegatividad del elemento es semejante a la del C (por ejemplo B o Si)
Carborundo: SiC
Compuestos oxigenados del carbono
El C forma los siguientes óxidos: CO, CO2, C3O2.El subóxido de carbono, C3O2, es un gas lineal,
inestable. ( O=C=C=C=O )
SILICIO
No se encuentra al estado libre
Se lo encuentra en forma combinada (silicatos y de sílice (SiO2).
Los silicatos entran en la constitución de compuestos tales como la mica, arcilla, talco, granito, asbesto, feldespato.
El Si al estado puro es un sólido color gris azulado brillante, con punto de fusión elevado , 1410°C.
Desde un punto de vista químico se comporta como un no metal
Tiene propiedades semi-conductoras, por eso se lo usa en transistores.
El Si es un polímero tridimensional, cada Si tiene una estructura tetraédrica , hibridación sp3 .
El Si tiene una estructura similar a la del diamante.
Compuestos del silicio
Hidruros : silanos
HALOSILANOS
En presencia de AlCl3 se puede reemplazar en forma controlada los H de
los silanos por átomos de Cl o Br
HALOALQUILSILANOS
Por hidrólisis dan polímeros de elevada masa molecular denominados genéricamente
SILICONAS.
OBTENCION DE SILICONAS
Propiedades de las siliconasLas siliconas tienen las siguientes propiedades:
Se utilizan como aislantes por que no conducen la corriente eléctrica.
Se utilizan como lubricante por que son resistentes al calor.
Se utilizan en la impermeabilización de telas por que tienden a repeler el agua.
No reaccionan con los fluidos corporales por que tienen gran inercia fisiológica, por esto se usan en prótesis cardíacas, en tendones artificiales y en ciertos tratamientos estéticos.
COMPUESTOS OXIGENADOS
SiO2
polimorfismo
El cuarzo amorfo, es decir, el SiO2
impuro constituye la arena o sílice.
Cuarzo
Fórmula mínima del cuarzo:
Si + 4 O . ½ = Si + 2 O = SiO2
Cada átomo de Si tiene hibridación sp3
El SiO2 no reacciona con el agua, en cambio, si es tratado con solución
concentrada de NaOH, se produce la disolución lenta del SiO2 obteniéndose una mezcla de silicatos que en el comercio se vende con el nombre de vidrio soluble.
Oxoácidos:
No han sido aislados.
Sólo se los encuentra formando sales:metasilicatos, ortosilicatos, pirosilicatos
SILICATOS: clasificación
A. Silicatos de estructura finitatienen dimensiones definidas
( formula química )
I -ORTOSILICATOS: SiO44-
estructura tetraédrica.
II - PIROSILICATOS: Si2O76-
III- METASILICATOS o silicatos cíclicos
(SiO32-)n con n=3 y n=6
B. Silicatos de estructura infinitano tienen dimensiones definidas se repiten unidades de SiO4
I- PIROXENOContienen cadenas de SiO3
2- paralelas entre si que se mantienen unidas por los cationes ubicados entre ellas
II- ANFÍBOLES: Se forma una cadena doble de aniones cuando los tetraedros alternos de dos cadenas simples
comparten átomos de oxigeno
III- LAMINAS: Se forma una lamina infinita de aniones cuando gran numero de cadenas dobles ordenadas en un plano comparten átomos de oxigeno de los
tetraedros alternos.Minerales: talco y mica
La característica de los silicatos tridimensionales es que algunos iones de Si4+ son reemplazados por Al3+.
Debido a la estructura tridimensional, estos silicatos tienen estructura abierta por que existen huecos o conductos donde se ubican moléculas de agua y cationes. Dichos cationes pueden ser reemplazados con relativa facilidad . Entre estos tipos de silicatos están las zeolitas, las cuales también pueden ser preparadas sintéticamente, en este caso se denominan permutitas .
También son ejemplos, los feldespatos que son los minerales mas comunes en la corteza terrestre, son duros y térmicamente estables.
TRIDIMENSIONALES
Laboratorio: C
2 2 2 3equilibrio desplazado
CO + H O + CaCl CaCO + 2 HCl
2 2 2 3 2
se alcanza el KCO + H O + Ca(OH) CaCO + 2 H O
Ps
