HALÓGENOS

“El sexto elemento”

El termino halógeno proviene del griego y significa “formadores de sales” , debido a que se combinan con los metales para formar sales o haluros.

Se encuentran en el grupo 17 y están constituidos por elementos no metálicos.

I

Su configuración electrónica: ns²np⁵ .

Tienen 7 electrones en su capa de valencia y una fuerte tendencia a ganar electrones .

Los números de oxidación varían desde -1 hasta +7, la única excepción es el flúor que tiene estados de oxidación -1.

• Ninguno de los halógenos se encuentran en su estado elemental en la naturaleza, esto se debe a su gran reactividad.

• Todos existen como moléculas diatómicas X2

Sólido- Iodo, Ástato

Líquido- Bromo

Gas- Flúor, Cloro Sus propiedades van a cambiar de manera progresiva , al aumento de su tamaño.

Cl-Cl

Flúor

“Características del Flúor”

Símbolo F

No. Atómico 9

Masa Atómica 18.9984032 g/mol

No. Familia 17

Nombre de la familia Halógenos

Periodo 2

Bloque p

Estado Gas a 298K

Color Amarillo pálido

Punto de ebullición 85.03K (-188.12˚C)

Punto de fusión 53.53K (-219.62˚C)

Temperatura crítica 144K (-129˚C)

Densidad 1.7 g/L

Clasificación No metálico

Configuración electrónica [He] 2s2 2p5

“Abundancia del flúor”

Universo 0.4 ppm (por peso)

Sol 0.5 ppm (por peso)

Meteorito Carbonoso 89 ppm

Corteza Terrestre 950 ppm

Ser humano 37000 ppb en peso

Criolita (Na2AlF6) Fluorapatita (Ca5 (PO4)3F)

Fluorita azul

Fluorita roja Fluorita purpura Fluorita amarillo

Fluorita verdeFluorita blanca

Fluorita (CaF2)

Georgius Agricola(1530) Henri Moissan

(1886)Premio nobel de química (1906)

CompuestosÁcido fluorhidrico (HF)

Habilidad para disolver óxidos, por lo tanto importante para purificación de aluminio y uranio.

Síntesis de compuestos orgánicos como teflón y el fregón.

Para remover óxidos superficiales de silicón en la industria de los semiconductores.

Como catalizador.

Proceso de “decapado”.

Fluorita (CaF2)

Propiedad de fluorescencia, el cual depende de el lugar en donde se encontró.

Fabricación de cristal opalescente.

Esmaltes para utensilios de cocina.

Telescopios de alto rendimiento.

• Con halógenos

Cl2(g) + F2(g) 2ClF(g)Cl2(g) + 3F2(g) 2ClF3(g)

Cl2(g) + 5F2(g) 2ClF5(g)

Br2(l) + 5F2(g) 2 BrF5(l)

I2(g) + F2(g) 2IF(g)5IF(g) + 2I2(s) IF5(l)

• Con agua

2F2(g) + 2H2O(l) O2(g) + 4HF(aq)3F2(g) + 3H2O(l) O3(g) + 6HF(ag)

• Con bases

2F2(g) + 2OH-(aq) OF2(g) + 2F-

(aq) + H2O(l)

Reacciones

Mediante electrolisis de fluoruro de potasio anhidrido (KF · 3HF) fundido a temperaturas entre 70 - 130 ºC

Como subproducto en la síntesis de ácido fosfórico donde se obtiene al ácido fluosilícico (H2SiF6)

Métodos de Obtención

Contiene: fluoruro de sodio (NaF) y fluoruro de estaño (SnF2)

Teflón (CF2=CF2) (PTFE)

Propelente de cohetes (CFC)

PROHIBIDO

Vidrio grabado con HF

Metalurgia del aluminio

“Flúor - veneno en el Agua Potable para reducir la población mundial”

http://youtu.be/zeyla3UWUxY

Curiosidades

Nombre CloroNúmero atómico 17Valencia +1,-1,3,5,7Estado de oxidación -1Electronegatividad 3.0Radio covalente (Å) 0,99Radio iónico (Å) 1,81Radio atómico (Å) -Configuración electrónica [Ne]3s23p5

Primer potencial de ionización (eV) 13,01

Masa atómica (g/mol) 35,453Densidad (g/ml) 1,56Punto de ebullición (ºC) -34,7

Punto de fusión (ºC) -101,0

DescubridorCarl Wilhelm

Scheele en 1774

Cloro

Isótopos más estables

iso AN Periodo MDEd

PDMeV

35Cl 75,77% Estable con 18 neutrones

36Cl Sintético 3,01 × 105 a

β-

ε0,7091,142

36Ar36S

37Cl 24,23% Estable con 20 neutrones

Se encuentra formando parte de cloruros (especialmente en forma de cloruro de sodio), cloritos y cloratos , en las minas de sal y disuelto en el agua de mar.Forma parte de minerales como la carnalita, KMgCl3·6H2O.

Abundancia

2 NaCl (ac) + 2H2SO4 (ac) + MnO2 → Na2SO4(ac) + MnSO4 (ac) + 2 H2O (l) + Cl2 (g) El cloro comercial se obtiene por electrólisis en el proceso de preparación de los álcalis y se expende en forma líquida4HCl (ac) + MnO2 xH2O (s) → MnCl2 + (x+2)H2O + Cl2 (g)Electrólisis de NaCl fundido o por electrólisis de salmuera2NaCl (ac) + 2H2O (l) → 2NaOH (ac) + H2 (g) + Cl2 (g)

Métodos de Obtención

C2H6 (g) + Cl2 (g) C2 H5 Cl (g) + HCl (g)2NaCl (s) + H2SO4 (ac) 2HCl (g) + Na2SO4 (ac)HOCl, HClO2, HClO3, HClO4

Interhalógenos:Directa: Cl2 (g) + F2 (g) 2ClF (g)Indirecta: KCl (s) + 3F2 (g) KF (s) + ClF5 (g)

Reacciones

Principal anión en los fluidos corporales

Agente blanqueador de papeles y textiles.

Cl2(g)+H2O(l) HCl (ac) + HOCl(ac)

Aplicaciones

Cl2(g)+2NaOH(ac) NaCl(ac) +NaOCl(ac)+H2O(l)

Catalizadores:FeCl2, FeCl3, AlCl3.

 Clorofluorocarburos (CFCs).

Los metanos clorados, como el tetracloruro de carbono y el cloroformo, su utilizan como disolventes orgánicos.

Producir polímeros comocloruro de polivinilo.

El gas cloro se empleó en la Primera Guerra Mundial, siendo el primer caso de uso de armas químicas como el fosgeno y el gas mostaza

Curiosidades

Se descubrió en 1826 por Antoine J.

Balard (Francia)

Su primer nombre fue “muride”. Posteriormente cambio este nombre por el de bromo, procedente de griego bromos que significa “mal olor”.

Liquido rojo oscuro.

Tres veces mas denso que el agua.

Ligeramente soluble en agua.

Es muy soluble en algunos disolventes orgánicos como: alcohol, éter, cloroformo y sulfuro de carbono.

Propiedades Generales

Minerales

Los minerales de bromo son raros, se

encuentran junto con la plata (AgBr):

bromargirita, embolita,

iodembolita.

• +1, BrO ( solo estable a bajas temperaturas).

• +3, BrO2 (muy inestable).

• +5, BrO3 (estable en disolución acuosa).

Método de Obtención

Con No Metales. Reaccionan vigorosamente con el fosforo amarillo, formando los trihaluros en primer lugar y luego los pentahaluros.

2P (s) + 3Br2 (g) 2PBr3 (s)PBr3 + Br2 PBr5 (s)

Con Metales. Reaccionan fácilmente y a veces con violencia formando haluros iónicos.

2Sb (s) + 3Br2(g) 2SbBr3 (s)

Con Hidrogeno. Todos los halógenos reaccionan con H2 para formar los hidrácidos.

H2 (g) + Br2 (g) 2HBr (ac)

Reacciones

Colorantes

Productos de fumigación

Desinfectantes

Sedantes

Fotografía como emulsion

Aplicaciones

Es el único no metal, junto con el mercurio, que en estado elemental son líquidos a temperatura ambiente.

Los bromuros orgánicos utilizados como agentes desinfectantes aplicados en campos de cultivo, invernaderos, no son muy biodegradables. Estos han terminado en la comida de ganado. Miles de vacas y cerdos tuvieron que ser sacrificados para prevenir el contagio con los humanos.

Curiosidades

Yodo

PROPIEDADES

PropiedadesNúmero Atómico 53Masa Atómica 126,90447 g/mol

Punto de Fusión 386,85 K

Punto de Ebullición 457,55 kDensidad 4,93 g/cm3

Fase a Temp. ambiente SólidoAbundancia estimada en la corteza

4,5x10-1 mg/Kg

Abundancia en el océano

6x10-2 mg/L

Edos. de oxidación 7+,5+,1+, 1-

Estructura cristalina ortorrómbicaColor negro azulado (sólido),

morado (gas)

Descubierto por el químico francés Barnard Courtois en 1811. Courtois extraía salitre (nitrato de potasio KNO3) de las cenizas de algas marinas:

HISTORIA

Una vez extraído el KNO3, se añadía ácido sulfúrico (H2SO4) para procesar adicionalmente la ceniza y retirar los compuestos de . azufre.Al agregar ácido de más, surgió una nube violeta de la masa. 

El gas se condensa creando yodo sólido

1) Mediante reacción química del yodato de calcio con dióxido de azufre.

OBTENCIÓN

2) Por extracción de las cenizas de algas.

2KI (ac)+MnO2 (ac)+3H2SO4 (ac)→I2+2KHSO4 (ac)+MnSO4 (ac) +H2O (l)

3)Para obtenerlo ultrapuro se hace reaccionar yoduro potásico con sulfato de cobre.

2I -+Cl2 → 2Cl- + I2

NaI(s) + H2SO4(l) → HI(g) + Na2SO4(s)

2HI(g) + H2SO4(l) → I2(g) + SO(g) + 2H2O(l)

El radioisótopo I-131, con una vida media de 8 días, se ha usado para tratar trastornos de la tiroides.

Yodo en la dieta insuficiente conduce a la formación de un bocio.

Una solución de yodo y KI en alcohol se utiliza para la desinfección de heridas externas.

El yoduro de potasio y plata se utiliza en fotografía.El yodo se emplea como desinfectante de aguas, catalizador en la fabricación de gomas y colorantes.

APLICACIONES

REACCIONES

La reacción del yodo con el aireI 2 + O 3 I 4 O 9 I (IO 3) 3

Reacción de yodo con aguaI 2 (l) + H2O (l) ⇌ OI - (aq) + 2H + (aq) + I - (aq)

Reacción de yodo con ácidos3I 2 (s) + 10HNO 3 (aq) → 6HIO 3 (s) + 10NO (g) + 2H 2 O (l)

Reacción de yodo con bases3I 2 (g) + 6OH - (aq) → IO 3 - (aq) + 5I - (aq) + 3H 2 O

Reacción de yodo con los halógenosI 2 (s) + 5F 2 (g) → 2IF 5 (l) [incoloro]I 2 (g) + 7F 2 (g) → 2 IF 7 (g) [incoloro]I 2 (s) + 3F 2 (g) → 2 IF 3 (s) [amarillo]I 2 (s) + Br 2 (l) → 2IBr (s)I 2 (s) + 3Cl 2 (l) + I 2 Cl 6 (s) [amarillo]I 2 (s) + 6H 2 O (l) + 5Cl 2 (g) → 2HIO 3 (s) + 10HCl (g)

*De la palabra griega que significa violeta, iodes.

*El yodo 131 es uno de los radionucleidos involucrados en las pruebas atmosféricas de armas nucleares, que se inició en 1945, con una prueba de EE.UU., y terminó en 1980 con una prueba china.

CURIOSIDADES

Ástato

“Características del Ástato”

Símbolo At

No. Atómico 85

Masa Atómica 209.871 g/mol

No. Grupo 17

Nombre de la familia Halógenos

Periodo 6

Bloque p

Estado sólido a 298K

Color Amarillo pálido

Punto de ebullición N/A

Punto de fusión 302˚C

Temperatura crítica N/A

Densidad N/A

Clasificación No metálico

Configuración electrónica [Xe] 6s24f145d10 6p5

Elemento que existe sólo en formas radiactivas de vida corta:Se conocen 25 isótopos, el más estable siendo el At-210, de una vida media de 8.3 h.

Del griego “astatos”, significa inestable.Sus propiedades generales comparten una gran similitud con

el yodo: oxidación, facilidad de extracción, toxicidad.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Vida Media

At-219At-218At-217At-215At-210At-208At-206

Tiempo (min.)

Métodos de ObtenciónElemento más raro que ocurre naturalmente por

decaimiento radioactivo del uranio.

Se sintetiza al bombardear bismuto con partículas alfa:209Bi + 4He → 211At + 2 1

0n

ReaccionesCon halógenos:At - (ac) + Br - (ac) → 2AtBr (ac)At – (ac) + I- (ac) → 2AtI (ac)

Con compuestos orgánicosAt (ac) + C6H6 (l) → C6H5At (ac)

C6H5At + HCl (ac)→ C6H5AtCl2(ac) + HClO-(ac)→ C6H5AtO2(ac)

AplicacionesHipertiroidismo

Marcaje Isotópico

Antígeno contra tumores