Quimica Organica

Tema 3

Elementos del Grupo 17: Los Halógenos

Bibliografía recomendada: Housecroft, C.E. y Sharpe, A.G. “Inorganic Chemistry” 2.ed. Pearson Higher Education. Harlow, 2005 . Traducida: “Química Inorgánica”. 2.ed. Pearson–Prentice Hall. 2006.

1. Introducción
• • • • Configuración electrónica: ns2p5 (falta 1e-). Formación de enlaces: F sólo orbitales “s” y “p”; resto también orbitales “d”.Forman moléculas diatómicas X2 en los tres estados. En sólido originan redes moleculares donde la distancia intramolecular (di) aumenta a medida que se desciende en el grupo al aumentar el tamaño del átomo. Las diferencias intermoleculares entre átomos de distintas moléculas disminuye:
di dm F2 1.49 1.34 Cl2 1.98 1.33 Br2 2.27 1.05 I2 2.69 0.87

Esto se explica por el aumento de lapolarizabilidad del átomo (interac. van de Waals). Reactividad: Forman combinaciones halogenadas con todos los elementos (excep.: He, Ne y Ar ). • Formación de Compuestos: • Tendencia a ganar 1e- (altos valores AE): X• Alta EI poca tendencia a formar M+ • Q. Covalente: ns2p2+2+1 (+1); ns2p2+1+1ns1 (+3); ns2p1+1+1ns1p1 (+5); … (+7)

2. Propiedades
X2
p pz s s s O.E.=4-3= 1 x,y pz x,y

• •Puntos de Fusión y Ebullición: Aumentan al bajar en el grupo con el aumento de las interac. de van de Waals. Energía de Ionización de los halógenos es muy elevada y son incapaces de formar cationes estables en condiciones ordinarias. El descenso que se produce al bajar en el grupo como consecuencia del aumento de tamaño justifica la posibilidad creciente de obtener especies cationicas. Así seconocen especies que mantienen el cation estabilizado por la coordinación de bases de Lewis a través de la formación de aductos : [PyIPy]+ Otros derivados con estados de oxidación positivos: I3+ (los de Br y Cl son conocidos, pero menos estables)

E(g)  E+(g) + e-

2. Propiedades

 Afinidad Electrónica: Altos valores facilidad para formar X- (compuestos iónicos). Disminuye al bajar con laexcepción del F (repulsión del e- que entra, por su pequeño tamaño).  Rádio Atómico e Ionico: aumenta al bajar en el grupo. Destacar el aumento que se produce al pasar de F a Cl (más del doble del que se produce entre los elementos siguientes).  Energía de disociación: Disminuye al bajar de acuerdo con la Ed(X-X). Excepción: F2 tiene una energía excepcionalmente baja: • El F2 no posee orb. d (nointerac. p-d). • La repulsión interelectrónica entre pares libres es alta por el pequeño tamaño. Este es el factor que más afecta.  Electronegatividad: Altos valores. Disminuyen al descender en el grupo. Pocos átomos superan a los halógenos en electronegatividad: F>O>ClN>Br>CSI>SeAt. Estos valores junto a los de la electroafinidad los hace átomos especialmente adecuados para la formación decompuestos iónicos.  Energía de Hidratación: valores altos que explican la estabilidad de X- solvatados. Disminuye al descender en el grupo puesto que esta magnitud es inversamente proporcional al tamaño (alto valor del F-).

2. Propiedades

F

Cl

Br

I

At

e- +1/2 X (g) 2 1/2Edis X (g)

Eº

X-(aq) Ehidrat

Potencial Normal: Está relacionado con la Afinidad electrónica ycon la energía de hidratación y de disociación: Puesto que ambas propiedades tienen valores altos, estos sistemas son muy positivos y por tanto todos los halógenos son muy oxidantes. La capacidad oxidante disminuye al descender en el grupo. Esto hace que los halógenos sean especialmente reactivos, sobre todo el flúor, disminuyendo su reactividad al bajar en el grupo. No existe ninguna sustancia másoxidante que el flúor.

AE

X-(g) - e-

Más oxidante (Eº >> 0): -Ehidrat ↑ -Edis ↓ -AE más negativa

2. Propiedades

Reactividad

El F2 es el más reactivo debido a la debilidad del enlace F-F es sólo un enlace  puro con repulsión entre los pares libres, en el resto de los halógenos existe p-d, además la fortaleza de los enlaces covalentes F-elemento es elevada. Por otra parte,...