halógenos (del griego hals, 'sal'; genes, 'nacido') flÚor, cloro, bromo, yodo...
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Halógenos (del griego hals, 'sal'; genes,
'nacido')FLÚOR, CLORO, BROMO, YODO Y ASTATO
El nombre halógeno, o formador de sal, se refiere a la propiedad de cada uno de los halógenos de formar, con el sodio, una sal similar a la sal común (cloruro de sodio).
Todos tienen una valencia de -1 y se combinan con los metales para formar halogenuros (también llamados haluros)
Pueden combinarse con metales y no metales para formar iones complejos.
Los cuatro primeros elementos del grupo reaccionan con facilidad con los hidrocarburos, obteniéndose los halogenuros de alquilo.
En estado natural se encuentran como moléculas diatómicas , X2. Para llenar por completo su último nivel energético necesitan un electrón más, por lo que tienen tendencia a formar un ion, X-. Este anión se denomina haluro
Halógeno Molécula Estructura Modelod(X−X) / pm(fase gaseosa)
d(X−X) / pm(fase sólida)
Flúor F2 143 149
Cloro Cl2 199 198
Bromo Br2 228 227
Yodo I2 266 272
astato I2 350 272
FLÚOR
El flúor del Latín fluere, que significa "fluir"). Fue aislado en primer lugar por Moissan en 1886.
El flúor elemental es un gas de color amarillo pálido a temperatura normal. Es mas abundante que el cloro. Se estima que se halla en un 0.065% en la corteza terrestre . Es el más electronegativo y reactivo de todos los elementos.
El flúor se presenta en la naturaleza en:
Fluorita (Ca F2)
Criolita (Na3AlF6)
Fluorapatita
Por ser el más reactivo químicamente se combina directamente a temperatura normal o alta (con excepción del O2, He, Ne y Kr),
a menudo con extrema violencia. Deshace muchos compuestos transformándolos en fluoruros, sus reacciones son exotérmicas.En la naturaleza sólo se encuentra un isotopo
El flúor es un oligoelemento en mamíferos en su forma de fluoruro. Se acumula en huesos y dientes dándoles una mayor resistencia.
El flúor es un elemento muy tóxico y reactivo. Muchos de sus compuestos, en especial los inorgánicos, son también tóxicos y pueden causar quemaduras severas y profundas. Hay que tener cuidado para prevenir que líquidos o vapores entren en contacto con la piel y los ojos.
Obtención.Obtención.
La fuente principal para la obtención del flúor es
de la fluorita CaF2(s) + H2SO4(aq) →CaSO4(s) + 2HF
Obteniendo HF se hace reaccionar:
HF + KF → K[HF2]
Se obtiene por electrólisis de una disolución de
KF en HF(l): 2 HF → H2(g) + F2(g)
CompuestosCompuestos
Interhalógenos.Son compuestos covalentes; moléculas de compuestos binarios, en las que intervienen dos halógenos. De la forma XFn como:
CF, BrF, ClF3,BrF3,BrF5, IF5, IF7.
Fluoruros de oxígeno.Tan sólo se han estudiado a fondo dos
compuestos ; el difluoruro de oxígeno ( OF2 ) y el difluoruro de dioxígeno ( O2F2 ).
Fluoruro de hidrógeno. Ácido fluorhídrico. HF
Compuestos fluorados de los anfígenos o calcógenos.
Los más importantes son : HFSO3 ; S2F2 ; SF2 ; SF4 ; SF6 ; S2F10 ; SeF4 ; SeF6 ; TeF4 ; TeF6 ; Te2F10 ; SOF2 ; SOClF ; SO2F2 y SO2ClF
Compuestos fluorados del nitrógeno.Los más importantes son NF3 y N2F2 .
Compuestos fluorados de los nitrogenoideos.Forman dos tipos de compuestos. XF3 y XF5 . También dan oxifluoruros. De igual manera dan haluros mixtos en los que interviene el flúor.
Compuestos fluorados de los carbonoideos. Se dan dos tipos de fluoruros. Los tetrafluoruros como:CF4 SiF4 GeF4 SnF4 PbF4 y los difluoruros que el carbono y silicio no los Dan. Compuestos fluorados de los térreos. BF3, AlF3, GaF3, InF3, TiF3, Compuestos fluorados de los elementos de
transición. Son compuestos completamente
iónicos.como:MgF2 CaF2 SrF2 BaF2
En condiciones normales y en estado puro forma dicloro: un gas tóxico amarillo-verdosonúmero atómico 17olor irritantemuy concentrado es peligrosoA temperatura ordinaria, puede licuarse fácilmente bajo una presión de 6,8 atmósferas a 20 ºC
Cloro (Cl)
•El cloro elemental fue aislado por vez primera en 1774 por el químico sueco Carl Wilhelm
Scheele
2 NaCl(s) + 2H2SO4(aq) + MnO2(s)→ Na2SO4(s)+ MnSO4(s)+ 2 H2O + Cl2(g)
sir Humphry Davy demostró que el cloro era un elemento y le dio su nombre actual.
•El cloro en estado puro no existe en la naturaleza, pero sus compuestos son
minerales comunes (especialmente en forma de cloruro de sodio y cloratos , en las minas de sal ), ocupa el lugar 20 en
abundancia en la corteza terrestre
•Se encuentra principalmente en forma de cloruro de sodio, NaCl, y también otros minerales como la silvina, KCl, o la carnalita, KMgCl3· 6H2O.
Tiene 9 isótopos en total con masas desde 32 uma hasta 40 uma.
•Elemento activo, que reacciona con agua, con compuestos orgánicos y con varios metales. Se han obtenido cuatro óxidos: Cl2O, ClO2, Cl2O6 y Cl2O7.
•No arde en el aire, pero refuerza la combustión de muchas sustancias; una vela ordinaria de parafina, por ejemplo, arde en cloro con una llama humeante.
•El cloro y el hidrógeno pueden mantenerse juntos en la oscuridad, pero reaccionan explosivamente en presencia de la luz..
General
Densidad 3,214 kg/m3
Masa atómica 35,453 u
Radio medio† 100 pm
Radio atómico calculado
79 pm
Radio covalente 99 pm
Radio de Van der Waals
175 pm
Configuración electrónica
[Ne]3s2 3p5
Estados de oxidación (Óxido)
±1, +3, +5, +7 (ácido fuerte)
Estructura cristalina
Ortorrómbica
Estado de la materia
gas (no magnético)
Punto de fusión 171,6 K
Punto de ebullición
239,11 K
Entalpía de vaporización
10,2 kJ/mol
Entalpía de fusión 3,203 kJ/mol
Presión de vapor 1300 Pa
Velocidad del sonido
sin datos
Electronegatividad 3,16 (Pauling)
Calor específico 480 J/(kg*K)
OBTENCIÓN
La mayor parte del cloro (a nivel industrial ) es producida por la electrólisis de una disolución ordinaria de sal, obteniéndose hidróxido de sodio como subproducto.
2NaCl (aq) + 2 H2O 2 NaOH (aq) + Cl2 (g) + H2 (g)
Debido a que la demanda de cloro excede a la de hidróxido de sodio, industrialmente se produce algo de cloro tratando sal con óxidos de nitrógeno, u oxidando el ácido clorhídrico. El cloro se transporta como líquido en botellas de acero.
BROMONombre Bromo
Número atómico 35
Valencia +1,-1,3,5,7
Estado de oxidación -1
Electronegatividad 2,8
Radio covalente (Å) 1,14
Radio iónico (Å) 1,95
Configuración electrónica [Ar]3d104s24p5
Primer potencialde ionización (eV)
11,91
Masa atómica (g/mol) 79,909
Densidad (g/ml) 3,12
Punto de ebullición (ºC) 58
Punto de fusión (ºC) -7,2
Descubridor Anthoine Balard en 1826
Estructura cristalina ortorrómbica centrada en las bases
El bromo se descubrió por Antoine Jérôme Balard en 1826, recibió su nombre por el olor desagradable que posee (del griego 'bromos', hedor, mal olor). Es un líquido pesado de color rojo oscuro, tres veces más denso que el agua. A semejanza de todos los halógenos es un elemento muy activo capaz de reaccionar con casi todos los elementos.
En la superficie terrestre, se encuentra en una abundancia relativa de 0.00016%; en el agua de mar está en una concentración de 0.065 g/L. Los minerales de bromo son raros, encontrándose junto a la plata: bromoargirita (AgBr), embolita (AgBrCl), iodembolita (AgBrI). El agua de mar contiene unas 85 ppm, por lo que no es una buena fuente. Algunas salmueras (lagunas) naturales y las lejías con bromuros de la industria potásica son mejores fuentes.
El cloro reacciona con las sales de bromuro, dando bromo. El método de obtención actual consiste en la oxidación de bromuros con cloro. El bromo obtenido se condensa, destila y deseca. En el laboratorio se puede obtener por acción del ácido sulfúrico sobre bromuro potásico con dióxido de magnesio como catalizador. Es el único no metal líquido y junto con el mercurio el único elemento líquido a temperatura ambiente. De color rojo oscuro, pesado (cinco veces más denso que el aire), fluido, que se volatiliza fácilmente a temperatura ambiente, produciendo un vapor rojo de olor muy desagradable, que asemeja al cloro.
o y la correspondiente sal de cloruro:
Nombre YodoNúmero atómico 53
Valencia +1,-1,3,5,7
Estado de oxidación -1
Electronegatividad 2,5
Radio covalente 2,33
Radio atómico -
Radio iónico 2.16
Configuracion electronica [Kr]4d105s25p5
Primer potencial de ionización 10,51
Masa atónica (g/mol) 26,904
Densidad (g/ml) 4,94
Punto de ebullicion (°C) 183
Punto de fusion (°C) 113,7
Descubridor Bernard Courtois en 1811
Es el más pesado de los halógenos que se encuentran en la naturaleza.
En condiciones normales, el yodo es un sólido cristalino a temperatura ambiente, de color negro y brillante, que sublima dando un vapor violeta muy denso, venenoso, con un olor picante ,recibe su nombre por su vapor de color violeta.
Es considerablemente menos abundante en la corteza terrestre como en la hidrosfera. Se encuentra en forma de yodatos.
El contenido de yodo en agua es demasiado bajo como para poder explotar estos yoduros desde el punto de vista industrial.
Se ve dominada por la facilidad con la que el átomo adquiere un electrón para formar el ion yoduro, I-, o un solo enlace covalente –I, y por la formación, con elementos más electronegativos, de compuestos en que el estado de oxidación formal del yodo es +1, +3, +5 o +7. El yodo es más electropositivo que los otros halógenos y sus propiedades se modulan por: la debilidad relativa de los enlaces covalentes entre el yodo y elementos más electropositivos; los tamaños grandes del átomo de yodo y del ion yoduro, lo cual reduce las entalpías de la red cristalina y de disolución de los yoduros
Rara vez se encuentra en alta concentración y nunca en forma elemental.
A pesar de la baja concentración del yodo en el agua marina, cierta especie de alga puede extraer y acumular el elemento en forma de yodato de calcio
El yodo se encuentra en los mantos de caliche
Se encuentra también como ion yoduro en algunas salmueras de pozos de petróleo
ASTATO
ASTATO (AT)
El astato o ástato es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es At y su número atómico es 85. Este elemento radiactivo, el más pesado de los halógenos, se produce a partir de la degradación de uranio y torio.
RADIACTIVO
El comportamiento químico de este elemento altamente radiactivo es muy similar al de otros halógenos, especialmente el yodo.
El astato, seguido del francio, es el elemento más raro de la naturaleza, con una cantidad total sobre la superficie terrestre menor a 25 gramos en el mismo instante de tiempo; es decir, menos que una cucharada pequeña.
CARACTERÍSTICAS Al igual que el halógeno yodo, se extrae con
benceno cuando se halla como elemento libre en solución. El elemento en solución es reducido por agentes como el dióxido de azufre y es oxidado por bromo.
Es el menos electronegativo de todos los halógenos. Tiene estados de oxidación con características de coprecipitación semejantes a las del ion yoduro, yodo libre y del ion yodato.
Agentes oxidantes fuertes producen el ion astatato, pero no el ion perastatato. Es más fácil obtenerlo y caracterizarlo en estado libre por su alta volatilidad y facilidad de extracción con disolvente orgánicos.
OBTENCIÓN
El ástato (del griego αστατος, astatos, que significa inestable) fue sintetizado por primera vez en 1940 por Dale R. Corson, K. R. MacKenzie y Emilio Segrè en la Universidad de Berkeley (California), bombardeando bismuto con partículas alfa. Un primer nombre para el elemento fue alabamino (Ab).
OBTENCIÓN
El astato se obtiene bombardeando bismuto con partículas alfa, obteniendo isótopos 209At y 210At, con un periodo de semidesintegración relativamente alto.
SE ENCUENTRA EN TRAZAS DE URANIO
El ástato se encuentra en la naturaleza como parte integrante de los minerales de uranio, pero sólo en cantidades traza de isótopos de vida corta, continuamente abastecidos por el lento decaimiento del uranio 35U, pero de una manera colateral:
NO SE CONOCEN PROPIEDADES FÍSICAS
No se conocen bien propiedades físicas del elemento debido a que los isótopos del At poseen vidas medias de sólo horas.
Se han preparado unos 25 isótopos mediante reacciones nucleares de transmutación artificial. El isótopo con mayor tiempo de vida es el 210At, el cual decae en un tiempo de vida media de sólo 8.3 h. El isótopo más importante es el 211At y se utiliza en marcaje isotópico.
ALGUNOS ISÓTOPOS
El flúor se usa en la manufactura del El flúor se usa en la manufactura del teflón el cual es utilizado desde teflón el cual es utilizado desde forros para ollas y cazuelas hasta forros para ollas y cazuelas hasta juntas que son inertes a las juntas que son inertes a las reacciones químicas. Largas reacciones químicas. Largas cantidades de flúor son también cantidades de flúor son también consumidas cada año para fabricar consumidas cada año para fabricar ‘freons’ (como CCl‘freons’ (como CCl22FF22) usado en ) usado en refrigerantes. El fluoruro de estaño refrigerantes. El fluoruro de estaño se utiliza en la fabricación de se utiliza en la fabricación de dentríficos; el hexafloruro de uranio dentríficos; el hexafloruro de uranio en la obtención de combustibles de en la obtención de combustibles de uranio para reactores nucleares. uranio para reactores nucleares.
El cloro es un muy fuerte agente oxidante, El cloro es un muy fuerte agente oxidante, que es usado comercialmente como agente que es usado comercialmente como agente blanqueador y como desinfectante. Es lo blanqueador y como desinfectante. Es lo suficientemente fuerte para oxidar los tintes suficientemente fuerte para oxidar los tintes que dan a la madera su color amarillo o café, que dan a la madera su color amarillo o café, por ejemplo, por ello blanquea este color, y por ejemplo, por ello blanquea este color, y lo suficiente fuerte para destruir bacterias y lo suficiente fuerte para destruir bacterias y por ello actúa como germicida. Grandes por ello actúa como germicida. Grandes cantidades de cloro son usadas cada año cantidades de cloro son usadas cada año para crear disolventes como el CClpara crear disolventes como el CCl44, , cloroformo, dicloroetileno (Ccloroformo, dicloroetileno (C22HH22ClCl22) y ) y tricloroetileno (Ctricloroetileno (C22HClHCl33). Fue la primera ). Fue la primera sustancia en utilizarse como gas venenoso sustancia en utilizarse como gas venenoso en la 1ª Guerra Mundial.en la 1ª Guerra Mundial.
El bromo es usado para preparar El bromo es usado para preparar retardantes de flama, agentes retardantes de flama, agentes extinguidores de fuego, extinguidores de fuego, sedantes, agentes anti-golpe sedantes, agentes anti-golpe para la gasolina e insecticidas.para la gasolina e insecticidas.
El yodo ha sido usado por muchos años como El yodo ha sido usado por muchos años como desinfectante. Los compuestos de yodo son usados desinfectante. Los compuestos de yodo son usados como catalizadores, medicamentos y tintes. El como catalizadores, medicamentos y tintes. El yoduro de plata (AgI) juega un papel importante en yoduro de plata (AgI) juega un papel importante en el proceso fotográfico y en intentos para hacer el proceso fotográfico y en intentos para hacer lluvia mediante ‘nubes sembradas’. El yodo es lluvia mediante ‘nubes sembradas’. El yodo es también agregado a la sal para protegerla contra la también agregado a la sal para protegerla contra la ‘goiter’, una deficiencia de yodo caracterizada por ‘goiter’, una deficiencia de yodo caracterizada por una hinchazón de la glándula tiroides.una hinchazón de la glándula tiroides.
La marcación Isotópica es una técnica en la que se emplea un isótopo trazador ó trazador isotópico para observar el movimiento de ciertos materiales en procesos químicos, biológicos o físicos. La idea es en realidad seguir el curso de sustancias no radiactivas, a nivel molecular o atómico, y esto se hace a través de la medición de la radiactividad generada por la traza a medida que este hace su recorrido; para tal fin se emplean instrumentos tales como el electroscopio, el contador de centelleo y el contador Geiger. En las investigaciones que usan isótopos estables, el instrumento más utilizado es el espectrómetro de masas, que puede determinar las cantidades relativas de varios isótopos en una muestra de la sustancia a analizar. Los trazadores tienen aplicaciones importantes en muchos campos de investigación, así como en medicina, en agricultura y en la industria.
EFECTOS EN LA SALUD Y MEDIO AMBIENTE
En México existe una norma producida por la En México existe una norma producida por la Secretaria de Salud Federal, con la cual se Secretaria de Salud Federal, con la cual se permitirá vender agua envasada con un permitirá vender agua envasada con un contenido de flúor al doblecontenido de flúor al doble de lo antes de lo antes permitido. permitido.
Se mueren perros en Tampico por consumo Se mueren perros en Tampico por consumo de cloro.de cloro.
En la Laguna de Cuyutlán se halló la llamada En la Laguna de Cuyutlán se halló la llamada flor de sal tiene apenas 30 por ciento de flor de sal tiene apenas 30 por ciento de sodio, cuando la sal común alcanza alrededor sodio, cuando la sal común alcanza alrededor de 40 a 50%: de 40 a 50%:
Compuestos de cloro como los clorofluorocarbonos (CFCs) contribuyen a
la destrucción de la capa de ozono.
Los bromuros orgánicos los podemos absorber por la piel o en comida.
Dañan : sistema nervioso alteraciones del material genético riñones, pulmones testículos puede causar disfunciones estomacales y
gastrointestinales.
Los bromuros orgánicos no son biodegradables; cuando son descompuestos se forman bromuros inorgánicos. Éstos pueden dañar el sistema nervioso si son absorbidos en grandes dosis. Ha ocurrido en el pasado que los bromuros orgánicos terminaron en la comida del ganado. Miles de vacas y cerdos tuvieron que ser sacrificados para prevenir el contagio a los humanos.
REPERCUSIONES ECOLÓGICAS DEL FLÚOR
El flúor está presente en la corteza terrestre de forma natural, pudiendo ser encontrado en rocas, carbón y arcilla. Los fluoruros son liberados al aire cuando el viento arrastra el suelo.
YODO El yodo puede ser radioactivo. Los isótopos
radioactivos se forman de manera natural durante reacciones químicas en la atmósfera. La mayoría de los isótopos radioactivos del yodo tienen unas vidas medias muy cortas y se transformarán rápidamente en compuestos estables de yodo.
VIDEO DE LOS HALÓGENOS