He Ne Ar Kr Xe Rn

Gases nobles
Huidobro Meezs Isaac Leonardo
Características principales
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Configuración ns2 np6 (A excepción del helio 1s2)
Alta energía de ionización
Afinidades electrónicas negativas
Alta primera energía de ionización
Monoatómicos
Sólidos tienen geometría cúbica centrada en las caras (ccc)
con la excepción del helio (estructura hexagonal)
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Radio covalente (pm)
99
160
192
197
217
Punto de fusión (ºC)
-270
-249
-189
-157
-112
-71
P. Eb. ºC
-269
-246
-186
-152
-108
-62
A.E. (kJ/mol)
-48.2
-115.8
-96.5
-96.5
-77.2
Primera energía de ionización
(kJ/mol)
2370
2080
1520
1350
1170
1040
Helio (He)
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•
Proviene del griego helios
2 isotopos estables (He4 y He3) 8 en total.
Descubierto en 1868 en el espectro solar
Es el segundo elemento más abundante en
el universo (23% en masa).
• En la tierra 5 ppm
• Métodos de obtención: Se puede extraer
de los depósitos de gas natural, donde
puede haber hasta 7% en masa, mediante
una destilación a baja temperatura.
• Principalmente en Estados Unidos y
Europa del este
• A una temperatura menor a 2.17 K hay un
cambio de fase a una segunda fase líquida
llamada helio-II. Superfluido.
• Es utilizado como atmósfera inerte para el
crecimiento de cristales de materiales
semiconductores como el silicio y el
germanio.
• Uso en láseres (Láser de HeNe)
He* + Ne → He + Ne* + ΔE
• Refrigerante en aparatos de RMN.
Compuestos con helio
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Hidrohelio HHe+ ácido de Brönsted más fuerte conocido.
HgHe
H3B-O-BeHe  Teórico1
HCCHe+ Teórico2
Enlaces fuertes C-He
1) From OBeHe to H3BOBeHe: Enhancing the stability of a neutral helium compound Stefano Borocci, Nicoletta
Bronzolino, Felice Grandinetti Chemical Physics Letters Volume 406, Issues 1–3, 23 April 2005, Pages 179–183
2) J. Am. Chem. SOC. 1987, 109, 5917-5934 5917 Helium Chemistry: Theoretical Predictions and Experimental Challenge.
Wolfram Koch,tfa Gernot Frenking, *2b Jurgen Gauss,2c Dieter Cremer, *2c and Jack R. Collins2b
Síntesis probable y orbitales
moleculares HCCHe+
TCCH HCCHe+ + e- + n
β-
Neón (Ne)
• Su nombre proviene de neos (nuevo)
• Existen tres isótopos estables. Neón 20, 21 y 22
• Se obtiene, al igual que el argón, kriptón y xenón, por
destilación a baja temperatura del aire líquido.
• 5º elemento más abundante en el universo.
• En la corteza terrestre 18.1 ppm
• Es el único gas noble del cuál aun no se verifica la existencia
de un compuesto
• Es utilizado como refrigerante, tiene una capacidad de
refrigeración 40 veces mayor al helio y 3 veces mayor al
hidrógeno líquido.
• Lámparas de neón 99,5% neón y 0,5% argón.
Argón (Ar)
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•
Argos  Inactivo
Sus isótopos estables son el argón 40, 38 y 36.
El argón 39 es un isótopo inestable  Edad de las rocas
Muy utilizado para proveer una atmósfera inerte en la
síntesis de compuestos sensibles al aire. Producción de
titanio
• Proteger metales de la oxidación cuando se sueldan.
• Líquido criogénico.
• Láser de iones de argón Aplicaciones en cirugía de
retina, glaucoma.
Compuestos con argón
• Primer compuesto hidrofluoruro de argón1 (HArF)
• Estable sólo debajo de 17 K, predicho utilizando mecánica
cuántica.
1) Khriachtchev, Leonid; Mika Pettersson, Nino Runeberg, Jan Lundell & Markku Räsänen (24 August 2000). "A stable
argon compound". Nature 406(6798): 874–876. doi:10.1038/35022551. PMID 10972285.
Kriptón (Kr)
• Seis isótopos naturales: 78-Kr (0,35%), 80-Kr (2,25%), 82-Kr
(11,6%), 83-Kr (11,5%), 84-Kr (57,0%), 86-Kr (17,3%).
• Veintiséis isótopos inestables 64 milisegundos (64-Kr) y
2,29x105 años (81-Kr).
• 1.14 ppm en la corteza terrestre
• Uso en lámparas fluorescentes
• Se usa el kriptón-83 hiperpolarizado en IRM. Este IRM
específico es utilizado para detectar depósitos de humo de
tabaco en los pulmones.
• Láser Cirugía
• Láser de fluoruro de kriptón Microlitografía
Compuestos con kriptón
• KrF2 Reacciona con ácidos de lewis fuertes para formar sales
de KrF+ y Kr2F3+
• Se forma al pasar una corriente eléctrica o radiación
ionizante a una mezcla de flúor y kriptón a -196ºC
• Agente oxidante fuerte, sirve para producir fluoruros y
oxofluoruros de metales de trnasición, lantándios y actínidos
en su mayor estado de oxidación.
• 7 KrF2 (g) + 2 Au (s) → 2 KrF+ AuF−6 (s) + 5 Kr (g)
• KrF+ AuF− 6 → AuF5 (s) + Kr (g) + F2 (g)
• 3 KrF2 + Xe → XeF6 + 3 Kr
• Se conocen compuestos de kriptón (II) formando
enlaces con:
• Nitrógeno
• Estables por debajo de -60ºC
• Oxígeno
• Estables por debajo de -90ºC
•
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•
•
•
•
M[(CO)6]  M[(CO)5Kr] El metal puede ser Cr, Mo o W.
Se forma al fotolizar M[(CO)6] en kriptón sólido a 20 K.
Funciona además con xenón y argón.
Estabilidad
W>Mo= Cr
Xe>Kr>Ar
Xenón (Xe)
• 0.085 ppm
• Xenos  Extraño
• Uso en faros de automóviles
• Primer gas noble con compuestos conocidos
• Lámparas de xenón en proyectores de cine.
• Energía de ionización 1170  similar a la del oxígeno
molécular.
Química y compuestos
del Xenón
• Primer compuesto Bartlett 1962. Xe + PtF6XePtF6
• Amarillo mostaza, probablemente polimérico (XeF+)n(PtF5)nn−.
• Fluoruros de xenón
• Xe(g)+F2(g)XeF2(g)
• Xe(g)+2F2(g)XeF4(g)
• Xe(g)+3F2(g)XeF6
400ºC, 1 atm, exceso de Xenón
600ºC, 6 atm, Xe:F2=1:5
300ºC, 6 atm, Xe:F2= 1:20
Coordination Chemistry Reviews Volume 197, Issue 1, February 2000, Pages 321–
334Concerning the nature of XePtF6 ☆ Lionell Grahama, Oliver Graudejusa, Narendra
K. Jhab, Neil Bartlett
Reacciones con fluoruros de
xenón
• XeF6(s) + 3H2O(l)  XeO3(ac) + 6HF(g)
• 2 XeF6(s) + 3SiO2(s)  2XeO3(s) + 3SiF4(g)
• Reacción con ácidos de Lewis fuertes
• XeF2(s) + SbF5(l)  [XeF]+[SbF6]- (s)
• Reacción con fluoruros en acetonitrilo:
• XeF4 + [N(CH3)4]F [N(CH3)4][XeF5]
• Enlaces Xe-N
• XeF2+ NH(SO2F)2  FXeN(SO2F)2 + HF
• Síntesis
• Reacción con ácido de lewis fuerte + Base de lewis (CH3CN)
• [XeF][AsF6] + CH3CN  [CH3CN XeF][AsF6]
Óxidos de Xenón y compuestos
organoxenónicos
• XeF6(s) + 3H2O(l)  XeO3(ac) + 6HF(ac)
• En disolución ácida  E(XeO3/Xe) =2.1 V
El tratamineto de XeO3 con ozono en condiciones básicas
produce los perxanatos de metales alcalinos.
Sólidos cristalinos color blanco, fuertes oxidantes.
M4XeO6  Octaédrico
• Sales de organoxenón (II) son preparadas por
xenodesborilación.
• RBF2 + XeF2  RXe+ + BF4• Se descomponen arriba de -40 ºC
Coordinación con el oro
• AuXe42+ cristales de color rojo obscuro estables a -78ºC
• AuF3 + 6Xe + 3H+  AuXe42+ + Xe2+ + 3 HF
• Se realiza en HF/SbF5 que es esencial por su alta acidez.
• 10 atm de presión de xenón.
Radón (Rn)
• Producto secundario del decaimiento
radioactivo del radio.
• Abundancia del orden de 10-6 ppm
• Sus isótopos provienen de la desintegración de
otros elementos radiactivos .
• Vida medio de 3.8 días Rn222
• Se tiene evidencia de fluoruros de radón (RnF2) y
de especies catiónicas [RnF]+[SbF6]• Su radiactividad frena la caracterización de los
compuestos pero debería de ser más fácil
formar compuestos con éste debido a que tiene
una menor energía de ionización.