Elementos Alcalinos:

Transcripción

1 Elementos Alcalinos: Litio (Li) Sodio (Na) Potasio (K) Rubidio (Rb) Cesio (Cs) Francio (Fr) Berilio (Be) Magnesio (Mg) Calcio (Ca) Estroncio (Sr) Bario (Ba) Radio (Ra) 1

2 Propiedades físicas de los elementos del bloque S Radios atómicos e iónicos de los elementos del bloque S Radio atómico (nm) Radio iónico (nm) Li 0,152 Li + 0, Na 0,186 Na + 0,095 K 0,227 K + 0,133 Rb 0,248 Rb + 0,148 Cs 0,267 Cs + 0,169 Be 0,112 Be +2 0,031 Mg 0,160 Mg +2 0,065 Ca 0,197 Ca +2 0,099 Sr 0,215 Sr +2 0,113 Ba 0,222 Ba +2 0,135 2

3 Propiedades de los elementos del bloque S Z e Capa valencia χ ΔH o atom (kj/mol) ΔH o hid (kj/mol) AE (kj/mol) Carga/radio (C/mL) Li 3 2s 1 0, Na 11 3s 1 0, K 19 4s 1 0, Rb 37 5s 1 0, Cs 55 6s 1 0, Be 4 2s 2 1, Mg 12 3s 2 1, Ca 20 4s 2 1, Sr 38 5s 2 0, Ba 56 6s 2 0, Tendencias de los elementos del bloque S Todosd son metales plateados brillantes. Tienen conductividades eléctricas y térmicas elevadas. Son muy blandos, y se vuelven más conforme se desciende en el grupo. Sus puntos de fusión son muy bajos y se vuelven aun más cuando se desciende en el grupo. 3

4 Tendencias de los elementos del bloque S La combinación ió de conductividad id d térmica elevada y bajo punto de fusión hace que el sodio sea útil como material de transferencia de calor en algunos reactores nucleares. Casi todos los metales tienen densiddaes entre 5 y 15 g/cm 3, pero las de los metales alcalinos son mucho más bajas entre 0,5 y 1,9 g/cm 3. Los metales alcalinos reaccionan con la mayor parte de los no metales. Tendencias de los elementos del bloque S Metales Alcalinotérreos: Todos los metales alcalinotérreos son plateados. Tienen baja densidad en comparación a los otros metales a excepción de los metales alcalinos. Tienen enlaces más fuertes que los metales alcalinos. Los enlaces metálicos de los metales alcalinotérreos también se reflejan en su punto de fusión más alto y en su mayor dureza. 4

5 1. Carácter iónico: Los iones de metales alcalinos siempre tienen un número de oxidación de +1. Casi todos sus compuestos son sólidos iónicos estables. Los compuestos son incoloros a menos que contengan un anión colorido como cromato o permanganato. A pesar que son elementos muy electropositivos, los enlaces de sus compuestos con no metales tienen pequeño carácter covalente. 2. Estabilización de aniones: Dado que los cationes de los metales alcalinos (excepto el del litio) se encuentran entre los que más baja densidad de carga tienen, pueden estabilizar aniones grandes con carga baja. Por ejemplo los iones del sodio al cesio son los Por ejemplo, los iones del sodio al cesio son los únicos cationes que forman sales hidrógeno carbonatos sólidas. 5

6 3. Hidratación de iones: La mayoría de las sales sólidas de los metales alcalinos son anhidras. Debido a que la hidratación del sólido cristalino depende del balance de la energía reticular (es el resultado de la atracción electrostática entre cationes y aniones) y de las energías de hidratación de los iones (atracción entre el ión y las moléculas de agua polares que lo rodean). 4. Solubilidad: Casi todos los compuestos de los metales alcalinos son solubles en agua, aunque lo son en diferente grado. Es la solubilidad de todas las sales comunes de los metales alcalinos lo que las hace tan útiles como reactivos en un laboratorio químico. La solubilidad de un compuesto depende de la entalpía, la energía de red cristalina y la entalpía de hidratación del catión y del anión, junto con los cambios de entropía correspondientes. Para que la sal tenga solubilidad apreciable, el cambio de energía libre, ΔGº, debe ser negativo, donde: ΔGº = ΔHº - TΔSº 6

7 4. Solubilidad: Primero es necesario vaporizar la red: NaCl(s) Na + (g) + Cl - (g) ΔHº = +788 kj/mol Luego, los iones se hidratan: Na + (g) Na + (ac) ΔHº = -406 kj/mol Cl - (g) Cl - (ac) ΔHº = -378 kj/mol 4. Solubilidad: ΔHº de disolución = ΔHº vaporización + ΔHº hidratación ΔHº de disolución = (+788) + (-406) + (-378) = +4 kj/mol Factores entrópicos Primero es necesario vaporizar la red: NaCl(s) Na + (g) + Cl - (g) TΔSº = +68 kj/mol Luego, los iones se hidratan: Na + (g) Na + (ac) TΔSº = -27 kj/mol Cl - (g) Cl - (ac) TΔSº = -28 kj/mol TΔSº de disolución ió = TΔSº vaporización ió + TΔSº hidratación ió TΔSº de disolución = (+68) + (-27) + (-28) = +13 kj/mol ΔGº = ΔHº - TΔSº ΔGº = (+4 kj/mol) (+13 kj/mol) = -9 kj/mol 7

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9 1. Carácter iónico: Metales Alcalinotérreos: Los iones de los metales alcalinotérreos siempre tienen un número de oxidación de + 2. Sus compuestos son en su mayor parte sólidos estables, incoloros e iónicos, a menos que esté presente un anión colorido. La mayor parte de los enlaces de los compuestos de La mayor parte de los enlaces de los compuestos de metales alcalinotérreos son de carácter iónico, pero el comportamiento covalente se manifiesta en particular en los compuestos del magnesio. (La covalencia predomina en la química del berilio). 9

10 Metales Alcalinotérreos: 2. Hidratación de iones: Las sales de los metales alcalinotérreos casi siempre están hidratadas. Por ejemplo, se puede preparar el cloruro de calcio como hexahidrato, tetrahidrato, dihi-drato y monohidrato, además de su forma anhidra. 3. Solubilidad de las sales: En particular, los sulfatos cambian de solubles a insolubles al descender en el grupo, mientras que los hidróxidos cambian de insolubles a solubles. Muchas de las sales del grupo 2 son insolubles. 10