Cuestionario Segundo Hemisemestre.docx

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS QUIMICA FARMACEUTICA QUIMICA INORGANICA II Cuestionario Segundo Hemisemestre: 1. Escriba la clasificación de los carburos y la caracterización de cada uno: a) Carburos salinos: Solidos muy iónicos, formados por el carbono y los elementos del grupo 1 y 2, así como también el Al. b) Carburos metálicos: poseen conductividad y lustre metálicos, constituidos por el carbono y los elementos del bloque d. c) Carburos metaloides: Solidos covalentes duros formados por el carbono y el B o Si. 2. Escriba la reacción de una de las principales rutas para obtener carburos salinos. Reacción entre un oxido metálico y carbono a alta temperatura: 𝐶𝑎𝑂(𝑙) + 3𝐶(𝑠) →

2000°𝐶

𝐶𝑎𝐶2(𝑠) + 𝐶𝑂(𝑔)

3. ¿Que son los aluminosilicatos? Son compuestos que se encuentran en la naturaleza como arcilla, minerales y rocas. Los aluminosilicatos de zeolita son utilizados como mallas moleculares y como catalizadores. Algunos silicatos son utilizados como materias primas en la fabricación de materiales usados diariamente, como pueden ser por ejemplo, el cemento, el vidrio, la cerámica, etc. 4. Describa un aluminosilicato simple. La caolinita (𝐴𝑙2 (𝑂𝐻)4 𝑆𝑖2 𝑂3 ) está presente en la arcilla, las capas formadas por este aluminosilicato están unidas por puentes de hidrógeno lo que le permite incorporar agua entre las capas. Industria de la Construcción civil: Este tipo de arcilla es utilizada de forma calcinada, en temperaturas entre 500°C e 900°C para producir metacaulin, un material de propiedades puzolanicas dentro del concreto a base de cemento portland. 5. ¿Qué es un compuesto organosilicicos y en que se aplican? Son compuestos en los que el átomo de silicio está ligado al menos a un átomo de carbono de un radical orgánico formando un enlace fuerte. Estos compuestos incluyen, en especial a los silanos orgánicos y los siloxanos mismos que se polimerizan para formar siliconas e incluso son utilizados en emulsiones para la protección externa dela albañilería, gracias a su gran poder hidrófugo.

6. Indique el significado de alótropo y polimorfo Alótropo: es la propiedad de algunas sustancias simples de poseer estructuras atómicas o moleculares diferentes. Las moléculas formadas por un solo elemento y que poseen distinta estructura molecular se llaman alótropos. Polimorfo: es la capacidad de un material sólido de existir en más de una forma o estructura cristalina 7. Iguale la ecuación entre el ácido sulfúrico y la fluorapatita𝑪𝒂𝟓 (𝑷𝑶𝟒 )𝟑 𝑭(𝒔) para la formación de ácido fosfórico. 𝐶𝑎5 (𝑃𝑂4 )3 𝐹(𝑠) + 5𝐻2 𝑆𝑂4(𝑙) → 3𝐻3 𝑃𝑂4(𝑙) + 4𝐶𝑎𝑆𝑂4(𝑠) + 𝐻𝐹(𝑔) 8. Indique los factores que provocan la lentitud de las reacciones del N2 -

Resistencia del enlace N=N, y por ende la energía de activación requerida para romperlo. Falta de alótropos del nitrógeno La resistencia de la molécula a procesos redox y trasferencias electrónicas la baja polarizabilidad del N2, y por ende no favorece a la formación de estados de transición altamente polares.

9. Escriba las características de las azidas iónicas como el NaN 3 Son inestables termodinámicamente, pero inertes cinéticamente y pueden manipularse a temperaturas ambiente. La azida de sodio es toxica y se utiliza como preservante químico y para el control de plagas. 10. ¿Por qué el NO no forma un dímero estable en su fase gaseosa como el NO2? El NO es una molécula con un número impar de electrones, que no puede formar enlaces N-N con otra molécula de NO debido a la deslocalización del electrón impar en el orbital , el cual se encuentra dirigido más hacia el átomo de oxígeno (por su alta electronegatividad). Lo contrario ocurre con el NO2, que sí puede formar dímeros gaseosos.

11. ¿Cuáles son los usos y aplicaciones del hipofosfito P(I) 𝑯𝟐 𝑷𝑶− 𝟐 , en relación con la industria química? El hipofosfito de la especie P(I) 𝐻2 𝑃𝑂2−, el fosfito de las especies P(III), HPO23-, y el fosfato de las especies P(V) PO43- son oxoaniones importantes, las especies de P(V) no son oxidantes fuertes, mientras que el As(V) se reduce más fácilmente que el P(V). Las reducciones 𝐻2 𝑃𝑂2− y HPO23con suelen ser rápidas. Una de las aplicaciones comerciales de esta la labilidad es el uso de

𝐻2 𝑃𝑂2− para reducir iones N2+(ac) y así recubrir superficies con níquel metálico en el proceso conocido como niquelado sin electrodos. − 2+ + − 𝑁𝑖(𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑃𝑂2(𝑎𝑐) + 2𝐻2 𝑂(𝑙) → 𝑁𝑖(𝑠) + 2𝐻2 𝑃𝑂3(𝑎𝑐) + 𝐻2(𝑔) + 2𝐻(𝑎𝑐)

12. ¿Cómo se puede preparar compuestos de poliarsina en éter? Por reducción de un compuesto organometálico pentavalente R5As o tratando un compuesto de organohaloarsenico con litio nRAsX2(ET) + 2nLi(ET) (Ras)n(ET) + 2n LiX (ET) 13. ¿Cuáles son las aplicaciones biomédicas de los polifosfazenos? Los polímeros biodegradables son materiales biomédicos atractivos que sobreviven únicamente por un tiempo limitado y se los utiliza como: 

Materiales huésped bioinertes para implantar dispositivos



Materiales estructurales para la construcción de válvulas de corazón y de los vasos sanguíneos.



Soportes biodegradables para regenerar huesos.



Sistema de liberación de drogas

14. ¿Cómo se preparan los compuestos organometálicos del arsénico de estado de oxidación +3? Los compuestos organometálicos del arsénico (III), antimonio (III) y bismuto (III) se pueden preparar en éter como disolvente, siempre y cuando se utilice un reactivo de grignard, un compuesto de organolitio o un halogenuro orgánico. 4As(s) + 6CH3I(l)

3 (CH3)2AsI(sol) + AsI3(sol)

15. Escriba la reacción de preparación del tetraazufretetranitruro a partir de SCl 2(l) y amoniaco NH3 (g) 6 SCl2 (l) + 16 NH3 (g) -- S4N4(s) + 2 S6(s) + 14 NH4Cl (Sol)

16. Escriba la reacción para la formación de S4N2 y describa sus características. 𝐶𝑆2 /120°𝐶

𝑆4 𝑁4 + 4𝑆 →  

Forma cristales rojos parecidos a agujas Se funden a 25°C para formar un líquido rojo y oscuro

2𝑆4 𝑁2

17. a) b) c)

Indique las formas de combinación lineal de los 6 ligantes del enlace sigma. Una CLAS de simetría a I g Tres CLAS de simetría t I u Dos CLAS de simetría eg

18. ¿Cómo se da el traslapo π entre un orbital p y el orbital dxy y de que va a depender? Este va a depender de las energías realativas de los orbitales de los no metales y de cada uno de los ligantes, de esta manera la energía de los orbitales moleculares van a quedar por arriba o por debajo de las energías que tenían como orbitales atómicos. 19. a. b. c.

¿Cuáles son las características de los Ligantes aceptor π? Contiene orbitales π vacíos Sus orbitales de antienlace vacíos del ligante Contiene mayor energía que los orbitales d del metal

20. ¿Cuáles son los oxohalogenuros de los calcógenos y ponga un ejemplo? Los mas importantes son los dihalohenuros de tinilo, OSX2 y los dihalogenuros de sulfurilo, O2SXs y su aplicación en el laboratorio es en la deshidratación de cloruro de metal que se utiliza el dicloruro de tionilo: MgCl2.6H2O(s) + 6 OSCl2(l)  MgCl2 (s) + 6 SO2 (g) + 12 HCl (g) 21. Describa las características y la reactividad del ácido tiosulfurico, mencione un ejemplo? El ácido tiosulfurico acuoso H2S2O3, se descompone en un proceso que produce múltiples productos, como SO2, H2S, y H2SO4. Las sales de tiosulfato son estables y pueden prepararse si se hierve sulfitos con azufre elemental. 8K2SO3 (ac) +S8(s) ---> 8K2S2O3(ac) 22. Mencione las principales propiedades físicas y químicas de los oxoaniones Los oxoaniones presentan un número de oxidación impar y fraccionaria en los enlaces S-S. las reacciones termodinámicas de los oxoaniones del bloque p son lentas en su estado de oxidación (+6). El pH de una solución redox tiene gran efecto en SO2 por su facilidad para reducirse en soluciones acida, lo cual lo vuelve un buen agente oxidante lo que explica su uso como desinfectante y blanqueador.

23. Describa la reactividad del oxigeno Las reacciones a menudo son termodinámicamente favorables, pero muchas de ellas son lentas. Varios factores contribuyen a la apreciable energía de activación de las muchas reacciones del oxígeno, como con agentes reductores débiles, la transferencia unitaria de electrones al oxigeno es ligeramente desfavorable desde el punto de vista termodinámico.

24. Describa los oxácidos de azufre y ponga cuales son El azufre forma muchos oxácidos, los cuales existen en soluciones acuosas o sales solidas de los oxoaniones. Son importantes en la industria y el laboratorio. Ac. Sulfuroso* Ac. Disulfuroso* Ac Sulfúrico Ac.Tiosulfúrico* Ac.Di(Piro)sulfúrico Ac. Ditionoso*

H2SO3 H2S2O4 H2SO4 H2S2O3 H2S2O7 HO2S–SO2H

25. ¿Cuáles son las características que poseen los elementos del grupo 16? El grupo 16 está formado por (O, S, Se, Te y Po) son conocidos con el nombre de calcógenos, el oxígeno es el único miembro del grupo que existe como molécula diatómica en condiciones normales, el carácter metálico de este grupo aumenta hacia debajo de esta manera (O, S, Se) con no metales, él (Te) es un metaloide y (Po) es un metal.

26. ¿Cuáles son las características y reacciones que posee la molécula de ozono? El ozono es angular con un ángulo de enlace de 117° y es diamagnética, el 𝑂3 gaseoso es azul, el 𝑂3 liquido es azul marino y el 𝑂3 sólido violeta muy oscuro. Las reacciones de 𝑂3 involucra oxidación y transferencia de un átomo de oxigeno es muy inestable en solución acida y más estable en condiciones básicas. + 𝑂3 (𝑔) + 2𝐻(𝑎𝑐) + 2𝑒 − → 𝑂2 (𝑔) + 𝐻2 𝑂(𝑙)

− 𝑂3 (𝑔) + 𝐻2 𝑂(𝑙) + 2𝑒 − → 𝑂2 (𝑔) + 2𝑂𝐻(𝑎𝑐)

27. Diferencie los alótropos que presenta el selenio. El selenio presenta 3 alótropos que contienen anillos de Se8 y se diferencian en su empaquetamiento de anillos dando formas monocíclicas rojas alfa, beta y gamma. El más estable es el selenio gris, es un compuesto cristalino de cadenas helicoidales, mientras que el selenio negro amorfo tiene una estructura compleja de hasta mil átomos de selenio.

28. ¿Cómo se puede preparar el telururo de hidrogeno? Escriba las reacciones. El telururo de hidrogeno se prepara por hidrólisis de Al2Te3 o por la acción el ácido clorhídrico sobre los telururos de Mg, Zn o Al.

𝐴𝑙2 𝑇𝑒3(𝑠) + 6𝐻2 𝑂(𝑙) → 3𝐻2 𝑇𝑒(𝑔) + 2𝐴𝑙(𝑂𝐻)3(𝑎𝑐)

𝑀𝑔𝑇𝑒(𝑠) + 2𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝐻2 𝑇𝑒(𝑔) + 𝑀𝑔𝐶𝑙2(𝑎𝑐)

29. Describa las características y usos del producto de la reacción del azufre fundido con Cl2. 𝑆8 (𝑙) + 4𝐶𝑙2 (𝑔) → 4𝑆2 𝐶𝑙2(𝑙) Se genera la sustancia maloliente dicloruro de diazufre (S2Cl2), que es un líquido amarillo a temperatura ambiente. El S2Cl2 y el dicloruro de azufre (SCl2), líquido rojo inestable que es producido en gran escala para usarse en la vulcanización del hule. En este proceso, los puentes de S se introducen entre cadenas de polímeros, de modo que el objeto de hule puede retener su forma.

30. ¿Cuáles son los usos de los fluorcarbonos? Se utiliza en cubiertas antiadherentes, en utensilios de cocina, recipientes de laboratorio (resistentes a halógenos). Los volátiles son usados como refrigerantes en aire acondicionado y refrigeradores 31. ¿Cómo se puede resumir el comportamiento de la tendencia termodinámica de los oxoaniones y oxoácidos? Su comportamiento se puede resumir en un diagrama de Frost si una especie se encuentra por encima de la línea que une a sus dos vecinos con mayor y menor estados de oxidación, dicha especie será inestable y se desproporciona en sus vecinos. 32. ¿Cuáles son los usos del Cloro gaseoso, Hipoclorito de sodio y Dióxido de cloro? El ácido hipocloroso y los iones hipoclorito son oxidantes prácticos, el cloro gaseoso es usado como blanqueador en la industria textilera, el hipoclorito de sodio usado como blanqueador casero es una solución del 5% y el dióxido de cloro es usado como blanqueador de la pulpa de madera. 33. Prediga la reacción de obtención del difluoruro de oxigeno mediante una solución diluida de hidróxido acuoso: El difloruro de oxigeno es el compuesto de flúor y oxigeno más estable, sobrevive en fase gaseosas y presentando geometría molecular. Es un agente fluoración fuerte y su obtención se la hace mediante una solución diluida de hidróxido acuoso. 2𝐹2(𝑔) + 2 𝑂𝐻 − (𝑎𝑐) → 𝑂𝐹2(𝑔) + 2𝐹 − (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙)

34. ¿Describa brevemente de qué manera se forma el helio terrestre? Se forma por decaimiento radiactivo natural de elementos más pesados, el helio migra a la superficie y entra en la atmósfera. Sin embargo, su peso molecular bajo le permite escapar al espacio a una velocidad equivalente a la de su formación. Los gases naturales lo contienen en concentraciones superiores a la atmosférica. 35. Presente las reacciones para obtener 𝑿𝒆𝑶𝟑(𝒂𝒄) a partir de 𝑿𝒆𝑭𝟔 con la metátesis de óxidos. 𝑋𝑒𝐹6(𝑎𝑐) + 3𝐻2 𝑂(𝑙) → 𝑋𝑒𝑂3(𝑎𝑐) + 6𝐻𝐹(𝑔) 2𝑋𝑒𝐹6(𝑎𝑐) + 3𝑆𝑖𝑂2(𝑠) → 2𝑋𝑒𝑂3(𝑎𝑐) + 3𝑆𝑖𝐹4(𝑔) 36. ¿Cómo es la síntesis de los fluoruros de Xenón? Los fluoruros de xenón se sintetizan a partir de reacciones directas de los elementos involucrados, generalmente se utiliza un recipiente de níquel dispuesto con una cubierta protectora de NiF2 formada por la exposición breve del recipiente al F2 gaseoso. Este tratamiento previo también elimina el óxido del recipiente de níquel, que de otra manera reaccionaria con los fluoruros de xenón. Xe(g) + F2(g)

XeF2(g) (exceso de xenón) (400oC, 1 atm)

Xe(g) + 2F2(g)

XeF4(g) (Xe: F2=1:5 ) (600oC, 6 atm)

Xe(g) + 2F2(g)

XeF6(g) (Xe: F2=1:20) (300oC, 60 atm)

37. ¿Por qué el Xenón puede comportarse como un ligante? El Xenón es un gas noble que presenta valores de energía de ionización y electronegatividad bajos en comparación al resto de elementos del grupo 18, lo que hacen que tenga una química mucho más diversa, actuando como un buen ligante en compuestos de coordinación, en especial con los átomos de oro 38. Enliste los usos del Helio. -Utilizado como fuente de luz en láseres lámparas de descarga eléctrica. -Refrigerante de muy baja temperatura en su estado líquido. -Es utilizado para inflar globos y zeppelines. -Aplicación en tecnología criogénica debido a que tiene un punto de ebullición muy bajo. 39. Describa las características dé los halógenos 1. Flúor Gas reactivo de color amarillo, reacciona con la mayoría de moléculas.

2. Cloro

Gas verde amarillento toxico

3. Bromo

Elemento no metálico líquido, toxico, volátil y de color rojo oscuro.

4. Iodo

Solido morado grisáceo que sublima formando vapores violeta.

40. Mencione algunas características especiales de los compuestos con flúor. - Tienden a ser muy volátiles. - Tienen interacciones de dispersión débiles. - Tienen baja polarizabilidad. - La presencia de flúor da lugar a un aumento de la acidez de Lewis. 41. Defina que son los Interhalógenos y complete la siguiente tabla: Es un compuesto que contiene dos o más átomos de halógenos diferentes. Los interhalógenos binarios tienen formula XY, XY3, XY5 y XY7. El átomo central será el halógeno más pesado y de menor electronegatividad. Son utilizados como intermediarios muy reactivos. Compuesto XY3 XY5 XY7

Pares Electrones Geometría Molecular 5 alrededor de X Bipiramidal trigonal 5 enlazantes y 2 no Pirámide Cuadrada enlazantes ---------------------Bipiramidal Pentagonal

Ejemplo ClF3 BrF5 IF7

42. Describa brevemente la propiedad oxidativa de los interhalógenos: Todos los interhalógenos son oxidantes. El ClF3 y BRF3 son agentes de fluoración mucho más agresiva que el BrF5, IF5, IF7. El IF5 es el agente de fluoración más suave, por lo que es manipulado en materiales de vidrio. 43. Describa si los siguientes grupos de compuestos de halógenos se comportan como ácidos o bases de Lewis y describa algunas de sus características. -Interhalógenos catiónicos: se comportan como ácidos de Lewis cuando tienen sustituyentes de Flúor, la distancia de enlace es menor que las correspondientes dihalógenos neutros. Se conocen el catón dibromo y tres polihalógenos.

-Complejos de halógenos y polihalogenuros: Son ácidos de Lewis por la interacción de las moléculas de hidrógeno con donadores de iones para formar polihalogenuros.

-Poliyoduros: Son complejos ácido base de Lewis y el I2 actúa como un ácido. La estructura del I3 es lineal y con sus pares de electrones forman una estructura dipiramidal trigonal, este ion es el más estable y con cationes voluminosos.

44. ¿En que se utiliza el Arsenuro de galio? Se utiliza para fabricar circuitos integrados, diodos emisores de luz y diodos de láser, sus circuitos sirven para teléfonos celulares, comunicaciones satelitales y sistemas de radar, debido a que presenta movilidad electrónica. 45. ¿Qué es la hidrazina? La hidrazina es un compuesto química cuya fórmula química es NH2-NH2, y puede surgir a través del enlace de un par de moléculas de amoniaco por medio de la eliminación de una molécula de hidrogeno. La hidrazina tiene propiedades químicas básicas alcalinas similares a las del amoniaco 46. ¿Por medio de una reacción química, explique la formación de la sílice? 𝑆𝑖𝑂2(𝑠) + 2𝐶(𝑠) → 𝑆𝑖(𝑠) + 2𝐶𝑂(𝑔) La sílice se obtiene a partir del calentamiento del dióxido de silicio o arena SiO2, con un agente reductor como el carbono, dando como resultado sílice sólido y monóxido de carbono gaseoso 47. ¿Cuáles son las características de los silanos, y por medio de una reacción química como se los obtendría? Los silanos poseen cadenas de hasta 4 átomos, son menos volátiles que sus hidrocarburos debido a su mayor cantidad de electrones y fuerzas intermoleculares más fuertes, además son muy reactivos Reacción de obtención: 6𝐻2 + 3𝑆𝑖𝑂2 + 4𝐴𝑙 → 3𝑆𝑖𝐻4 + 2𝐴𝑙2 𝑂3 48. ¿Como se produce el ácido cianhídrico y en que se usa? Se produce en grandes cantidades por la combinación catalítica a alta temperatura de CH4 y NH3 y se usa como intermediarios en la síntesis de polímeros comunes, es altamente volátil, y como el CN- es muy venenoso.