seminario gases nobles
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5/19/2013 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Cano Cruz María Teresa Esquer Rodríguez Raymundo González Navejas Augusto José • • • • • • En 1868 Joseph Norman Lockyer y Pierre Janssen descubren una línea amarilla en el espectro de emisión de protuberancias solares:: Helio solares William Francis Hillebrand disuelve uranita en ácido sulfúrico y observa la liberación de un gas que presenta el espectro acanalado de nitrógeno y varias líneas débiles que no podía asociar a ningún elemento conocido 1894 Rayleigh y Ramsay anuncian el descubrimiento del argón 1897 Ramsay predice la existencia del neón.. Se descubren neón, kriptón y xenón neón al fraccionar muestras de aire líquido y argón líquido En 1898 Rutherford y Owens descubren el radón como emanación del torio, en 1900 Dorn lo obtiene a partir de radio y en 1903 Debierne y Geisel a partir de actinio 1903 Soddy y Ramsay encuentran la relación entre el helio y los rayos α. 1 5/19/2013 2 5/19/2013 Alta energía de ionización Orbitales s y p en la capa de valencia ocupados Energías de promoción de aproximadamente 950 kJ/mol kJ/mol.. 5s2 5p6 5s2 5p5 6s1 5s2 5p6 5s2 5p5 5d1 Bombardeo de electrones Xe + eXe + Xe+ Xe+ + 2e2eXe2+ En presencia de SbF5 3Xe + XeF+ + 2SbF5 Sb2F11- 2Xe2+ + 3 5/19/2013 Figura 1. Estructura del clatrato del hidrato de Xenón. Clatratos de gases nobles a altas presiones y bajas temperaturas con: •Hidroquinona C6H4(OH)2]3X X = Xe, Ar,Kr •Agua Xe (H2O)6 Constituyen una fuente estable al estado sólido de los gases nobles y se emplea para la separación de los mismos. ¿Bases de Lewis? Los gases nobles son isoelectrónicos con los iones haluro, parece razonable que puedan existir aductos de gases nobles con ácidos de Lewis ¿Cómo nucleófilo? Pero la espectroscopía Raman revela que no hay interacción 4 5/19/2013 Tabla. Los gases nobles. Z Elemento 1EI (kJ/mol) P. Fusión (K) P. Ebullición (K) Energía de enlace X2+(kJ/m ol) 2 He 2372 1 (25 atm) 4.2 126 10 Ne 2080 24.5 27.2 67 18 Ar 1520 83.8 87.9 104 36 Kr 1351 105.9 120.9 96 54 Xe 1170 161.3 165.1 88 86 Rn 1037 202 211 --- El Xenón forma 3 fluoruros Procedimiento para separar los fluoruros 5 5/19/2013 Ciclo de Born-Haber para la formaciòn del XeF2 Ciclo para la formaciòn del XeF4 Fase Sólida Fase Gas XeF2 XeF4 Celda Unitaria del XeF2 en sólido 6 5/19/2013 ¿Octaédrica coronada? Equilibrio entre 8 geometrías posibles Características Xe – F = 184 pm Xe – F = 223 pm Xe – F = 260 pm En fase sólida, es polimórfico (4 formas cristalinas); 3 tienen tetrámeros de XeF5+ con puentes de flúor. 7 5/19/2013 Especies isoelectrónicas al XeF6: SbBr63- , TeCl62- , TeBr62No. No. electrones =50 • Las interacciones estéricas entre los ligantes haluros voluminosos son de importancia considerable. considerable. • El séptimo par electrónico se localiza en un orbital s no híbrido dentro de la capa de valencia valencia.. Por lo cual, este par es estéricamente inactivo, excepto para ejercer un efecto de la pantalla sobre los electrones de valencia valencia.. TEORÍA ENLACE VALENCIA Trata a los fluoruros de xenón en términos de capas de valencia expandidas por la promoción de electrones hasta orbitales 5d. Comp . Hibridació n Geometría predicha Geometría observada XeF2 sp3d Lineal Lineal XeF4 sp3d2 Cuadrada Cuadrada plana XeF6 sp3d3 No octaédrica Desconocida 8 5/19/2013 TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR Diagrama de OM del XeF2 Enlace 33-c-4-e TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR OM en la molécula de XeF4 XeF+ < XeF2 enlace (Distancia de 9 5/19/2013 Hidrólisis del XeF2 y desproporción del XeF4 Hidrólisis del XeF6 Óxidos comunes: XeO3 y XeO4 XeO4 XeO3 XeO3: Sólido blanco y explosivo. XeO4: Gas explosivo 10 5/19/2013 Síntesis de XeO3 Síntesis de XeO4 Recordar que: Oxifluoruros XeOF4 ¿Geometría? XeO2F2 11 5/19/2013 Sales estables MXeO3F M = K o Cs Reacción general: MF + XeO3 MXeO3F Con CsCl y RbCl forma un anión de la forma XeO3Cl22Reacciones de formación del anión XeO3Cl22- Teoría Ácido-Base de Lux-Flood Base:: donador de óxido Base Ácido:: receptor de óxido Ácido 12 5/19/2013 Compuestos de Xe y O son agentes oxidantes muy fuertes en solución ácida ácida.. En solución básica Los XeFn se reducen fácilmente con H2, Hg y KI 13 5/19/2013 Bartlett mostró que dichos valores eran semejantes a los que cabría esperar por extrapolación de las energías de enlace conocidas de compuestos relacionados con los no metales. Compuesto Enlace Energia de enlace (kJ/mol) XeFn Xe – F 130 XeO3 Xe – O 84 KrF2 Kr – F 50 Aceptores de F- 14 5/19/2013 XeF5+ 15 5/19/2013 Buenos agentes fluorantes fluorantes.. Reactividad relativa: XeF6 > XeF4 > XeF2 16 5/19/2013 17 5/19/2013 18 5/19/2013 19 5/19/2013 20 5/19/2013 21 5/19/2013 22 5/19/2013 23 5/19/2013 24 5/19/2013 25 5/19/2013 26 5/19/2013 27 5/19/2013 Proporciones atómicas de los gases nobles en la atmósfera Elemento Peso atómico Números de átomos por millón de moléculas de nitrógeno y oxígeno Helio 4,0 5,25 Neón 20,2 18,00 Argón 40,0 9,30 Criptón 83,8 1,00 Xenón 131,3 0,08 Radón 222,0 0,0000000 0000006 TABLA 31. Potenciales de ionización de los gases nobles Gas noble Carga nuclear Helio +2 Neón Disposición de de los electrones Potencial de ionización (voltios) 2 24,46 +10 2/8 21,47 Argón +18 2/8/8 15,68 Criptón +36 2/8/18/8 13,93 Xenón +54 2/8/18/18/8 12,08 Radón +86 2/8/18/32/18/8 10,70 28 5/19/2013 Gas Noble Helio Neón Argón Criptón Xenón Radón Energía de Promoción (eV) 16.6 11.5 9.9 8.3 6.8 29
