índice en PDF - Editorial Síntesis
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Química inorgánica Volumen I Elementos representativos de Manuales químicas Química inorgánica FUNDAMENTOS DE QUÍMICA Volumen AMBIENTAL I Elementos representativos VOLUMEN I Gabino A. Carriedo Ule QUÍMICA DE LOS SISTEMAS ATMOSFÉRICO, EDÁFICO E HIDROSFÉRICOC Xavier Doménech ) Consulte nuestra página web: www.sintesis.com En ella encontrará el catálogo completo y comentado © Gabino A. Carriedo Ule © EDITORIAL SÍNTESIS, S. A. Vallehermoso, 34 - 28015 Madrid Teléf.: 91 593 20 98 http://www.sintesis.com ISBN: 978-84-9077-242-3 ISBN obra completa: 978-84-9077-246-1 Depósito Legal: M. 39.195-2015 Impreso en España - Printed in Spain Reservados todos los derechos. Está prohibido, bajo las sanciones penales y el resarcimiento civil previstos en las leyes, reproducir, registrar o transmitir esta publicación, íntegra o parcialmente, por cualquier sistema de recuperación y por cualquier medio, sea mecánico, electrónico, magnético, electroóptico, por fotocopia o por cualquier otro, sin la autorización previa por escrito de Editorial Síntesis, S. A. Índice INTRODUCCIÓN........................................................................................................... 11 1. CARACTERES GENERALES Y TIPOS DE COMPUESTOS DE LOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS...................................................... 1.1. El hidrógeno .................................................................................................. 1.2. Grupo 18. He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn. Los gases nobles.................................. 1.3. Grupo 17. F, Cl, Br, I y At. Los halógenos (X) ............................................. 1.4. Grupo 16. O, S, Se, Te y Po (los calcógenos) ............................................... 1.4.1. Los elementos.................................................................................. 1.4.2. Los compuestos ............................................................................... 1.4.3. Los estados de oxidación................................................................. 1.5. Grupo 15. N, P, As, Sb, Bi (los pnictógenos) ................................................ 1.5.1. Los elementos.................................................................................. 1.5.2. Los compuestos ............................................................................... 1.5.3. Los estados de oxidación................................................................. 1.6. Grupo 14. C, Si, Ge, Sn y Pb ........................................................................ 1.6.1. Los elementos.................................................................................. 1.6.2. Los compuestos ............................................................................... 1.6.3. Los estados de oxidación................................................................. 1.6.4. Los silicatos (introducción) ............................................................. 1.7. Grupo 13. B, Al, Ga, In y Tl.......................................................................... 1.7.1. El boro ............................................................................................. 1.7.2. Al, Ga, In y Tl.................................................................................. 1.8. Grupo 12. Zn, Cd y Hg.................................................................................. 1.9. Grupos 2 (Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra) y 1 (Li, Na, K, Rb y Cs) ...................... 1.10. El carácter químico de los elementos............................................................ 1.11. La regla de la diagonal .................................................................................. 13 14 16 17 21 21 23 27 30 31 32 36 39 39 41 44 45 47 48 52 56 58 59 62 6 Química inorgánica. Vol. I. Elementos representativos 2. COMBINACIONES BINARIAS DE HIDRÓGENO ............................................. 2.1. Las combinaciones binarias de hidrógeno .................................................... 2.2. Estabilidad térmica........................................................................................ 2.3. Reactividad general de las combinaciones de hidrógeno.............................. 2.4. Reacciones de adición ................................................................................... 2.5. Reacciones de transferencia de protones....................................................... 2.5.1. Autoionización y medios superácidos ............................................. 2.6. Reacciones de eliminación de hidrógeno...................................................... 2.7. Reacciones con oxígeno................................................................................ 2.7.1. Comparación con el azufre.............................................................. 2.8. Reacciones con los halógenos....................................................................... 2.8.1. Reacción de los halógenos con agua ............................................... 2.8.2. Reacción de los halógenos con los HX en agua .............................. 2.8.3. Reacción de los halógenos con peróxido de hidrógeno .................. 2.8.4. Reacción de los halógenos con amoniaco ....................................... 2.9. Reducción con elementos.............................................................................. 2.9.1. Reacción de los elementos con halogenuros de hidrógeno ............. 2.9.2. Reacción de los elementos con agua ............................................... 2.9.3. Reacción de los elementos con amoniaco ....................................... 2.10.Reacciones de formación de compuestos con hidrógeno.............................. 2.10.1. Reacción de los elementos con hidrógeno ...................................... 2.10.2. Protonación de combinaciones binarias .......................................... 2.10.3. Intercambio H/X.............................................................................. 2.10.4. Otras reacciones de formación de “elementanos” ........................... 63 63 65 68 69 71 73 75 78 80 81 82 84 84 84 85 86 87 88 89 89 92 94 95 3. HALOGENUROS Y PSEUDOHALOGENUROS ................................................. 3.1. Los halogenuros, estructura y enlace ............................................................ 3.2. Estabilidad térmica........................................................................................ 3.3. Reactividad general de los halogenuros........................................................ 3.4. Reacciones entre halogenuros ....................................................................... 3.4.1. Uno de los halogenuros es iónico.................................................... 3.4.2. Reacciones entre halogenuros covalentes ....................................... 3.5. Reacciones de halogenuros con compuestos próticos................................... 3.5.1. Reacción de halogenuros con agua ................................................. 3.5.2. Reacción de halogenuros con amoniaco ......................................... 3.6. Reacciones de oxidación y reducción ........................................................... 3.6.1. Reducción de halogenuros............................................................... 3.6.2. Oxidación de halogenuros ............................................................... 3.7. Reacciones de formación de halogenuros ..................................................... 3.7.1. Reacción de los elementos con los halógenos................................. 3.7.2. Otras reacciones de obtención de halogenuros................................ 3.7.3. Deshidratación de halogenuros hidratados...................................... 97 97 98 100 101 101 103 105 106 110 111 112 115 116 117 119 124 Índice 7 3.7.4. Síntesis de fluoruros (agentes de fluoración) .................................. 3.8. Pseudohalogenuros........................................................................................ 3.8.1. Reactividad de pseudohalogenuros ................................................. 3.8.2. Síntesis de pseudohalogenuros ........................................................ 124 125 127 128 4. ÓXIDOS .................................................................................................................. 4.1. Los óxidos de los elementos ......................................................................... 4.1.1. Estructura y enlace .......................................................................... 4.2. Estabilidad de los óxidos............................................................................... 4.3. Reactividad general de los óxidos ................................................................ 4.4. Reacciones ácido-base en agua ..................................................................... 4.4.1. Carácter ácido/base de los óxidos en la tabla periódica .................. 4.5. Reacciones de los óxidos como ácidos de Lewis.......................................... 4.6. Reacciones ácido-base entre óxidos.............................................................. 4.7. Reacciones de oxidación y reducción de óxidos........................................... 4.7.1. Oxidación de óxidos ........................................................................ 4.7.2. Reducción de óxidos ....................................................................... 4.8. Reacciones de preparación de óxidos ........................................................... 4.8.1. Reacciones de los elementos con oxígeno ...................................... 4.8.2. Otras reacciones de preparación de óxidos ..................................... 4.9. Oxohalogenuros ............................................................................................ 4.9.1. Estabilidad térmica de los oxohalogenuros ..................................... 4.9.2. Reactividad general de oxohalogenuros.......................................... 4.9.3. Reacciones de formación de oxohalogenuros ................................. 131 131 132 132 135 136 140 145 147 149 152 153 158 159 162 165 166 166 167 5. HIDROXICOMPUESTOS ...................................................................................... 5.1. Hidróxidos y óxidos hidratados .................................................................... 5.1.1. Comportamiento frente al calor....................................................... 5.1.2. Reacciones con agua, ácidos y bases............................................... 5.1.3. Reacciones de obtención de hidróxidos y óxidos hidratados .......... 5.2. Homohidroxiácidos ....................................................................................... 5.2.1. Estabilidad y deshidratación............................................................ 5.2.2. Reacción con agua, ácidos y bases .................................................. 5.2.3. Reacciones de formación de los homohidroxiácidos ...................... 5.3. Oxoácidos...................................................................................................... 5.3.1. Estabilidad ....................................................................................... 5.3.2. Deshidratación................................................................................. 5.4. Reactividad de los oxoácidos ........................................................................ 5.4.1. Acidez protónica.............................................................................. 5.4.2. Carácter redox de los oxoácidos...................................................... 5.4.3. Reacciones de los elementos con los oxoácidos ............................. 169 170 170 171 172 173 174 175 176 177 177 178 180 180 183 185 8 Química inorgánica. Vol. I. Elementos representativos 5.4.4. Reacciones con peróxido de hidrógeno........................................... 5.5. Reacciones de formación de oxoácidos ....................................................... 5.5.1. Obtención del ácido sulfúrico.......................................................... 5.5.2. Obtención del ácido nítrico ............................................................. Selección de ácidos inorgánicos............................................................................ 187 188 190 191 193 6. OXOSALES............................................................................................................ 6.1. Aspectos estructurales y de enlace................................................................ 6.2. Estabilidad térmica........................................................................................ 6.2.1. Deshidratación de sales hidratadas.................................................. 6.2.2. Condensación de hidrogenoxosales................................................. 6.2.3. Reacciones de descomposición ....................................................... 6.2.4. Descomposición de sales amónicas................................................. 6.3. Reactividad general de las oxosales.............................................................. 6.4. Reacciones de adición o desplazamiento de óxidos...................................... 6.5. Comportamiento frente al agua..................................................................... 6.5.1. Hidrólisis de los oxoaniones............................................................ 6.5.2. Química acuosa de los cationes....................................................... 6.5.3. Hidrólisis de las oxosales ................................................................ 6.6. Reacciones de oxosales con ácidos ............................................................... 6.7. Oxidación y reducción de oxosales............................................................... 6.7.1. Reacciones de oxosales con los elementos...................................... 6.8. Reacciones de formación de oxosales........................................................... 6.8.1. Obtención de oxosales de los halógenos ......................................... 6.8.2. Obtención de oxosales de azufre ..................................................... 6.8.3. Obtención de nitratos y nitritos ....................................................... 6.8.4. Obtención de oxosales de fósforo ................................................... 6.8.5. Obtención de carbonatos y percarbonatos....................................... 197 197 198 199 200 201 205 205 206 208 209 210 213 214 215 217 218 218 220 221 223 223 7. COMBINACIONES BINARIAS ........................................................................... 7.1. Sulfuros ......................................................................................................... 7.1.1. Estabilidad térmica y reacción con oxígeno.................................... 7.1.2. Reacción con agua y con ácidos protónicos .................................... 7.1.3. Otras reacciones de los sulfuros ..................................................... 7.1.4. Reacciones de formación de sulfuros .............................................. 7.2. Nitruros ......................................................................................................... 7.2.1. Estabilidad térmica y frente al oxígeno ........................................... 7.2.2. Reactividad frente al agua y los ácidos ........................................... 7.2.3. Otras reacciones de nitruros ............................................................ 7.2.4. Reacciones de formación de nitruros .............................................. 7.3. Carburos ........................................................................................................ 225 226 227 228 229 231 233 233 234 235 235 237 Índice 9 7.3.1. Estabilidad térmica y frente al oxígeno ........................................... 7.3.2. Reacciones con agua y con ácidos .................................................. 7.3.3. Reacciones de formación de carburos ............................................. 7.4. Siliciuros ....................................................................................................... 7.5. Boruros.......................................................................................................... 238 239 240 240 241 8. OBTENCIÓN DE LOS ELEMENTOS.................................................................. 8.1. Estado natural de los elementos .................................................................... 8.2. Reacciones generales de obtención de los elementos ................................... 8.3. Obtención del hidrógeno ............................................................................... 8.4. Obtención de los halógenos .......................................................................... 8.4.1. Obtención de flúor........................................................................... 8.4.2. Obtención de cloro .......................................................................... 8.4.3. Obtención de bromo y iodo ............................................................. 8.5. Obtención de los elementos del grupo 16 ..................................................... 8.6. Obtención de los elementos del grupo 15 ..................................................... 8.7. Obtención de los elementos del grupo 14 ..................................................... 8.8. Obtención de los elementos del grupo 13 ..................................................... 8.9. Obtención de zinc, cadmio y mercurio ......................................................... 8.10. Obtención de los elementos del grupo 2 ....................................................... 8.11. Obtención de los elementos del grupo 1 ....................................................... 243 244 244 245 247 248 249 250 250 254 256 258 260 261 262 APÉNDICE 1. Valencias de los elementos .................................................................. 263 APÉNDICE 2. Estructuras sólidas representativas ...................................................... 269 APÉNDICE 3. Datos de los elementos ........................................................................ 277 BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................... 299 ELEMENTOS .............................................................................................................. 301 TABLA PERIÓDICA ................................................................................................... 302
