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

Elementos no Metálicos 21.1

Preparación de Gas H2 én el Laboratorio Producción de Hidrógeno C3H8 (g) + 3H2O (g) 3CO (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

Hidruros Binarios de los Elementos Representativos Unidades moleculares discretas Estructura polimérica; compuesto covalente Compuesto iónico 21.2

1H (hidrógeno), 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T) Isótopos de Hidrógeno 1H (hidrógeno), 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T) 1 Tabla 21.1 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

La Economía del Hidrógeno 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (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

Diagrama de las Fases del Carbono Diamante Líquido P (atm) Grafito Vapor t (ºC) C (diamante) C (grafito) DG0 = -2.87 kJ 21.3

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

Tabla 21.2 Compuestos comunes del nitrógeno Número de oxidación Compuesto Formúla Estructura 23 Amoniaco NH3 Hidrazina N2H4 21 Hidroxilamina NH2OH 0 Nitrogeno* (dinitrógeno) N2 Óxido nitroso (monóxido de dinitrógeno) N2O Óxido nítrico (monóxido de nitrógeno) NO Ácido nitroso HNO2 Dióxido de nitrógeno NO2 15 Ácido nítrico HNO3 21.4 * Se incliuye aquí el elemento como referencia.

nP4 (fósforo blanco ) (P4)n (fósforo rojo ) 2Ca3(PO4)2 (s) + 10C (s) + 6SiO2 (s) 6CaSiO3 (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

Fósforo Oxígeno 21.4

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

O2- (ac) + 2H2O (l) O2 (g) + 4OH- (ac) • 2- oxido O • 2- peróxido O • - superóxido O2- (ac) + H2O (l) 2OH- (ac) O2- (ac) + 2H2O (l) O2 (g) + 4OH- (ac) 2 4O- (ac) + 2H2O (l) 3O2 (g) + 4OH- (ac) 2 óxidos básicos anfótero óxidos ácidos basicidad 21.5

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

Proceso Frasch 21.5 Aire comprimido Azufre Agua sobrecalentada Azufre fundido 21.5

21.5 Tabla 21.3 Compuestos comunes del azufre Número de oxidación Fórmula 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

21.6 Tabla 21.4 Propiedades de los halógenos Propiedad Configuración 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

Producción electrolítica de Flúor Ánodo 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

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

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