1 Elementos no metálicos y sus compuestosCapítulo 21 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Permission required for reproduction or display.

2 Elementos no Metálicos21.1

3 Preparación de Gas H2 én el LaboratorioProducción de Hidrógeno C3H8 (g) + 3H2O (g) CO (g) + 7H2 (g) C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) Zn (s) + 2HCl (ac) ZnCl2 (ac) + H2 (g) Preparación de Gas H2 én el Laboratorio Agua 21.2

4 Hidruros Binarios de los Elementos RepresentativosUnidades moleculares discretas Estructura polimérica; compuesto covalente Compuesto iónico 21.2

5 1H (hidrógeno), 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T)Isótopos de Hidrógeno 1H (hidrógeno), 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T) 1 Tabla Propiedades del H2O y D2O Propiedad Masa molar (g/mol) Punto de fusión (ºC) Punto de ebullición (ºC) Densidad a 4º (g/cm3) Efecto cinético isotópico CH3COOH (ac) CH3COO- (ac) + H+ (ac) Ka = 1.8 x 10-5 CH3COOD (ac) CH3COO- (ac) + D+ (ac) Ka = 6 x 10-6 21.2

6 La Economía del Hidrógeno2H2 (g) + O2 (g) H2O (l) Valores de combustible de algunos Combustibles Comúnes Combustible Valores de Combustible (kJ/g) Madera (pino) 18 Carbón 31 Aceite crudo 45 Gasolina 48 Gas natural 49 Hidrógeno 142 21.2

7 Diagrama de las Fases del CarbonoDiamante Líquido P (atm) Grafito Vapor t (ºC) C (diamante) C (grafito) DG0 = kJ 21.3

8 Gas sintético a partir del CarbónC (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) C (s) + 2H2 (g) CH4 (g) CO (g) + 2H2 (g) CH3OH (l) 21.3

9 Tabla 21.2 Compuestos comunes del nitrógenoNúmero de oxidación Compuesto Formúla Estructura Amoniaco NH3 Hidrazina N2H4 Hidroxilamina NH2OH Nitrogeno* (dinitrógeno) N2 Óxido nitroso (monóxido de dinitrógeno) N2O Óxido nítrico (monóxido de nitrógeno) NO Ácido nitroso HNO2 Dióxido de nitrógeno NO2 Ácido nítrico HNO3 21.4 * Se incliuye aquí el elemento como referencia.

10 nP4 (fósforo blanco ) (P4)n (fósforo rojo )2Ca3(PO4)2 (s) + 10C (s) + 6SiO2 (s) CaSiO3 (s) + 10CO (g) + P4 (s) P4 (s) + 5O2 (g) P4O10 (s) nP4 (fósforo blanco ) (P4)n (fósforo rojo ) 3000C fósforo blanco 21.4 fósforo rojo

11 Fósforo Oxígeno 21.4

12 Oxiácidos Comunes Conteniendo FósforoÁcido fosforoso (H3PO3) Ácido hipofosforoso (H3PO2) Ácido fosfórico (H3PO4) Ácido trifosfórico (H5P3O10) 21.4

13 O2- (ac) + 2H2O (l) O2 (g) + 4OH- (ac)• 2- oxido O • 2- peróxido O • - superóxido O2- (ac) + H2O (l) OH- (ac) O2- (ac) + 2H2O (l) O2 (g) + 4OH- (ac) 2 4O- (ac) + 2H2O (l) O2 (g) + 4OH- (ac) 2 óxidos básicos anfótero óxidos ácidos basicidad 21.5

14 Ozono 3O2 (g) 2O3 (g) DG0 = 326.8 kJ (agente oxidante poderoso )Producción de Ozono por Descargas Eléctricas Lámina metálica que recubre el tubo externo Tubo externo O3 más algo de O2 que no reaccionó Tubo interno 21.5 Fuente de alto voltaje

15 Proceso Frasch 21.5 Aire comprimido Azufre Agua sobrecalentadaAzufre fundido 21.5

16 21.5 Tabla 21.3 Compuestos comunes del azufre Número de oxidaciónFórmula Estructura Sulfuro de hidrógeno Azufre* Dicloruro de diazufre Dicloruro de azufre Dióxido de azufre Trióxido de azufre 21.5 * Se incluye aquí el elemento como referencia

17 21.6 Tabla 21.4 Propiedades de los halógenos PropiedadConfiguración electrónica de la capa de valencia Punto de fusión (ºC)* Punto de ebullición (ºC) Aspecto* Radio atómico (pm) Radio iónico (pm)** Energía de ionización (kJ/mol) Electronegatividad Potencial estándar de reducción (V)* Energía de enlace Gas amarillo pálido Gas amarillo verdoso Líquido café rojizo Vapor violeta oscuro Sólido oscuro con apariencia metálica *Estos valores y descripciones se aplican a las especies diatómicas X2, donde X representa un átomo de halógeno. La semirreacción es X2(g) H2e- 88n 2X2 (ac). ** Se refiere al anión X2. 21.6

18 Producción electrolítica de FlúorÁnodo de carbono Ánodo de carbono Diafragma para evitar que se mezclen los gases H2 y F2 Cátodo de Acero HF Líquido 2F F2 (g) + 2e- 2H+ + 2e H2 (g) 2HF H2 (g) + F2 (g) 21.6

19 Producción de Cloro por el Proceso de Cloro-álcali2Cl- (ac) Cl2 (g) + 2e- 2Na+ (ac) + 2e Na/Hg Hg (l) 2NaCl (ac) Na/Hg (g) + Cl2 (g) Ánodo de grafito Salmuera Salmuera Cátodo de Hg Hg más Na/Hg 21.6

20 21.6 Tabla 21.5 Compuestos de los halógenos* CompuestoHalogenuro de hidrógeno Óxidos Oxidácidos * El número entre paréntesis indica el número de oxidación del halógeno. 21.6