Grupo IV Presentación del grupo + Hidruros + Haluros + Catenación Química General e Inorgánica II DQIAQF - FCEN – UBA 1° cuatrimestre 2014

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Consideraciones previas para el uso de este material a través de la página web de la materia El material que aquí se pone a su disposición constituye el soporte visual en formato ppt de fragmentos (mayoritarios) de una clase de Química General e Inorgánica II durante el primer cuatrimestre de 2013. En ese sentido, no constituye de ninguna manera “la teórica” sobre el tema, ni el listado completo de temas a manejar. Se trata solamente del material visual utilizado en una clase que puede también incluir trabajo en el pizarrón, en forma oral, discusión de problemas de la guía o agregados, etc. Por la misma razón, el mismo incluye un conjunto de “efectos visuales” (animaciones u otros) que se utilizan con la finalidad de facilitar la comunicación (en ese sentido, le recomendamos ver este material en modlaidad “presentacion”). El propósito de facilitarle este material en este formato es simplemente proveerle un ayuda-memoria de los temas analizados en esa clase, de forma de que pueda estudiar de los libros y otras fuentes confiables con otra guía acerca de los énfasis, los enfoques, las conexiones temáticas, etc. Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Información general de los elementos del grupo Forma y abundancia Alotropia Isotopos Usos principales Reservas / uso anual C 6/12,011 prehistoria CaCO3, C(s), CH4, petroleo 480 ppm c. 253 ppm mar 337 ppmV atm diamante, grafitos, fullerenos 12 (98,9 %) 13 (1,1 %, RMN) 14 (tr.,dataciones) Combustibles, medicamentos, polimeros, organicos, pigmentos, medicamentos, marmol, filtros. > 1,25.1012 ton 8 . 109 ton/a Si 14/28,086 1824 – Berzelius Silicatos, cuarzo 277.000 ppm c. 1 ppm mar Diamante, Amorfo 28 (92,2%) 29 (4,7%, RMN) 30 (3,1 %) Microelectronica, SC, polimeros, vidrios. ilimitadas 3,5.106 ton/a 5000 p/electr Ge 32/72,61 1886 – Winkler GeO2 y sulfuros 1,8 ppm c. 10-6 ppm mar diamante 70 (20,5 %) - 72 (27,4 %) - 74 (36,5 %) - Otros Microelectronica (SC), aleaciones, vidrios p/IR No calculadas / 80 ton/a Sn 50/118,71 antiguo SnO2 2,2 ppm c. 10-5 ppm mar gris (diam) blanco 112 – 124 Soldaduras, aleaciones, acabados, etc. 4,5 . 106 ton 165.000 ton/a Pb 82/207,2 PbS, PbCO3, etc 14 ppm c. fcc 204, 206, 207, 208, trazas de otros Baterias, cables, pinturas, vidrios, naftas, proteccion 8,5 . 107 ton 4,1 . 106 ton/a Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Abundancia de los elementos del grupo Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Carbono Diamante d = 1,54 Å Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Carbono Grafito d = 1,41 Å d = 1,54 Å Diamante Fullerenos Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Carbono – Propiedades fisicas Grafito d = 1,54 Å Fullerenos y CNT Diamante Grafeno Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos  c) Low helium density over graphite target at time of laser vaporization. b) High helium density over graphite target at time of laser vaporization. a) Same as b), but with addition of "integration cup" to increase time between vaporization and cluster analysis. Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos Buckminster Fuller Buckminsterfulereno Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos Kratschmer 1990 – Producción y aislación de cantidades macroscópicas de fulerenos Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos Difracción de e- Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos 1) OsO4 C60 C60O4Os(t-but-py)2 2) t-but-py Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Breve historia sobre los fullerenos January 9, 2013 Mitsubishi Corporation Showa Denko K.K Mitsubishi and SDK Form Strategic Partnership in Fullerene Business - Frontier Carbon to Start Operating as Equally-Owned JV -   Mitsubishi Corporation (MC) and Showa Denko K.K. (SDK) today entered into a strategic partnership in the Fullerene business. As part of the arrangement, SDK acquired from MC a 50% stake in Frontier Carbon Corporation (FCC), a producer and marketer of Fullerene products, thereby making FCC a 50-50 joint venture between MC and SDK. Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Silicio - Germanio Diamante a0 = 3,57 Å para C a0 = 5,43 Å para Si a0 = 5,67 Å para Ge Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Silicio – Propiedades fisicas (I) Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Alotropia Silicio – Propiedades fisicas (II) 5 eV 1,1 eV 0,7 eV 0,2 eV Sn (gr) Ge Si C Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Preparación y Purificación SiO2 + C Si + CO2 Purificacion de Si. La zona impura permanece fundida. Se produce por reduccion de compuestos que se purifican por destilacion. Ej 2 HSiCl3 -> Si + 2HCl + SiCl4 Llevar un disco Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II 19

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Hidruros del grupo Entalpías de formación (kJ/mol) CH4 (g) - 74 SiH4 (g) + 34 GeH4 (g) + 87 SnH4 (g) + 163 PbH4 (g) + 250 CO2 (g) -394 SiO2 (s) -911 GeO2(s) -551 SnO2 (s) -581 PbO2 (s) -277 CnHm SinH2n+2 n: 1-10 (Me2Si)n n: 5-100 GenH2n+2 SnnH2n+2 n: 1-6 Reductor: SiH4 >> CH4 Oxidante: SiO2 < CO2 Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Hidruros del grupo Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Hidruros del grupo Hidrocarburos: Esenciales para la tecnología actual Riesgos: contaminación directa, prod. combustión Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Catenación Energias de enlace (kJ/mol) C-C 356 N-N 167 O-O 144 F-F 158 Si-Si 226 P-P 209 S-S Cl-Cl 242 Ge-Ge 188 As-As 180 Se-Se 172 Br-Br 193 Sn-Sn 151 Sb-Sb 142 Te-Te 149 I-I Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Isolable Compounds Containing a Silicon-Silicon Double Bond Catenación Isolable Compounds Containing a Silicon-Silicon Double Bond Robert West Science 14 September 1984: 1109-1114 Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Catenación A Stable Compound Containing a Silicon-Silicon Triple Bond Sekiguchi et al. Science 17 September 2004: 1755-1757 Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Haluros del grupo Energías de enlace (kJ/mol) C-Cl 346 Si-Cl 400 Ge-Cl 340 Sn-Cl 315 Reactividad: Estabilidad termodinamica vs. inercia cinetica Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Haluros del grupo Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Haluros del grupo Energías de enlace (kJ/mol) C-Cl 346 Si-Cl 400 Ge-Cl 340 Sn-Cl 315 C-O 359 Si-O 466 Ge-O 350 Sn-O 280 (?) Uso de enlaces Cl-X como precursores de sintesis (idem P) Ejemplos: haluros de alquilo fosgeno (COCl2) siliconas (polisilioxanos) Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Haluros del grupo Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

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Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Haluros del grupo Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Haluros del grupo Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Haluros del grupo SILICONAS Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II Carburos Grupo del Carbono – 1° cuatrimestre 2014 – Qca, Gral. e Inorgánica II

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