Grupo 17

Química Inorgánica
Grupo 17 1
GRUPO 17
Los elementos del grupo 17 se denominan halógenos y se comportan como no metales.
Elemento
símbolo
flúor
cloro
bromo
iodo
astato
F
Cl
Br
I
At
configuración electrónica
[He]2s2 2p5
[Ne]3s2 3p5
[Ar]3d10 4s2 4p5
[Kr]4d10 5s2 5p5
[Xe]4f14 5d10 6s2 6p5
Con excepción del F y At los números de oxidación pueden variar desde -1 hasta +7 (figura 1).
Tienen elevadas energías de ionización, electronegatividad y afinidad electrónica. La
electronegatividad y poder oxidante decrecen en el grupo. Como consecuencia de las altas
electronegatividades y abundancia en la naturaleza de los halógenos más livianos, los compuestos
halogenados son importantes en química.
Figura 1. Diagrama de Frost para Cl, Br y I en medio ácido (línea superior) y en medio básico
(línea inferior).
Obtención
Son demasiado reactivos para encontrarse en forma libre en la naturaleza. El F se encuentra en
minerales como la criolita y el espato flúor. El cloro se encuentra en salinas y en el agua de mar.
Tanto el flúor como el cloro se obtienen por electrólisis (figura 2). El Br se encuentra en el agua
de mar de la cual se puede extraer. Es I existe en minerales en forma de iodato de sodio, NaIO 3. El
At es radiactivo y el isótopo más estable tiene una vida media de 8,3 h.
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Figura 2. Diagramas de celdas electrolíticas para la obtención de flúor y cloro (de membrana y de
mercurio).
Propiedades
➢ a temperatura ambiente existen como moléculas diatómicas.
➢ el flúor es un gas amarillento que reacciona con la mayoría de los moléculas orgánicas,
inorgánicas y los gases nobles Kr, Xe y Rn. Es difícil de almacenar (se usan recipientes de
acero) y de manipular.
➢ el cloro es un gas verdoso tóxico
➢ el bromo es un líquido marrón volátil, tóxico y cáustico.
➢ el iodo es un sólido negro brillante que sublima fácilmente a un vapor violeta por
calentamiento, este color persiste en soluciones de disolventes no polares, en disolventes
polares genera soluciones de color café, indicando la presencia de iones poliyoduro, como I3-.
➢ el color de los halógenos en fase gaseosa se puede explicar a partir de la TOM, el
desplazamiento del máximo de absorción hacia longitudes de onda mayores refleja la
disminución de la diferencia de energía entre el HOMO y el LUMO al descender en el grupo:
➢ los puntos de fusión, ebullición, los radios atómicos e iónicos aumentan al descender en el
grupo.
➢ el F2 es el no metal más reactivo y el agente oxidante más fuerte, la rapidez de las reacciones se
debe en parte al débil enlace F-F.
➢ la mayoría de los elementos reaccionan directamente con el cloro, el bromo y el iodo, aunque
en algunos casos las reacciones deban ser activadas por calor o luz UV.
➢ reaccionan con el agua, el flúor produciendo oxígeno:
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F2 + 2 H2O → 2 HF + 1/2 O2
X2 + H2O → HXO (ac) + HX (ac)
Compuestos
➢ con oxígeno: OF2 y O2F2 (dado que el F es más electronegativo que el O no existen óxidos de
flúor).
➢ el único oxácido del F, HOF, es inestable a temperatura ambiente
➢ óxidos de cloro: Cl2O (gas color café amarillento), Cl2O3 (sólido café oscuro), ClO2 (gas
amarillo), Cl2O6 (líquido rojizo), Cl2O7 (líquido incoloro). El dióxido de cloro es el único que se
produce a gran escala, para blanqueo de pulpa de papel y desinfección de agua, se puede
descomponer en forma explosiva.
➢ óxidos de bromo: Br2O (sólido color café), Br2O3 (sólido naranja), BrO2 (sólido amarillo),son
térmicamente inestables y explotan por calentamiento.
➢ óxidos de iodo: el más estable es I2O5 (sólido blanco), I2O4 y I4O9 (sólidos amarillos) se
descomponen por calentamiento.
➢ cloro, bromo e iodo forman varios oxácidos, por ejemplo: HOCl, HOClO, HOClO 2 y HOClO3,
(cuya acidez aumenta con el número de oxidación del cloro), H5IO6 (ácido periódico).
➢ forman oxoaniones (agentes oxidantes fuertes, algunos sufren desproporción), los percloratos
son inestables y pueden explotar. Para el cloro, hipoclorito, clorito, clorato y perclorato:
El poder oxidante de los oxoaniones aumenta con la acidez del medio
➢ los pseudohalógenos (y pseudohalogenuros) son compuestos con propiedades semejantes a los
halógenos, por ejemplo el cianógeno (CN)2, CN-, SCN-, N3-.
➢ los interhalógenos son compuestos entre los halógenos mismos con fórmulas XY, XY 3, XY5,
XY7, por ejemplo ClF3, usado como agente fluorante.
➢ los fluorocarbonos y clorofluorocarbonos (CFC) son compuestos estables de importancia
tecnológica (teflón, freones).
Destrucción de la capa de ozono
En la estratosfera:
O2 + hν <240nm → 2 O
O + O2 → O3
O3 + hν <310nm → O + O2
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Perturbaciones:
✔ aviones supersónicos: NO, NO2
✔
freones: CFCl3, CF2Cl2
resultado:
O3 + O → 2 O
Espesor de la capa de ozono = Unidades Dobson (UD)
1 mm = 100 UD (0°C y 1 atm)
➢ Polo sur: 120-130 UD
➢ Trópicos: 250 UD
catálisis heterogénea
NO2 + ClO → ClONO2
HCl → hielo
Cl2
↓ hν
Cl