Química Inorgánica Avanzada

Química Inorgánica 2014.
FCE UNLP.
Química de los Elementos Representativos:
1) Hidrógeno:
El átomo de Hidrógeno posee la estructura más simple de todos los átomos. Se conocen solo tres isótopos de este elemento: H1, H2 (Deuterio) y H3 (Tritio); las propiedades químicas de éstos son esencialmente idéntica.
En la corteza terrestre el Hidrógeno molecular es muy poco abúndate, sin embargo,el H combinado es uno de los constituyentes más abundantes de los compuestos químicos, porque forma más compuestos que ningún otro elemento.
El hidrógeno es incoloro, inodoro y prácticamente insoluble en agua. Puede obtenerse fácilmente por la acción de ácidos diluidos sobre metales como el Zn o el Fe y por electrólisis del agua. Desde el punto de vista industrial se puede obtener mediante ladescomposición térmica de los hidrocarburos o la reducción del agua por el Carbono entre otras.
El Hidrógeno no es excepcionalmente reactivo. Arde en el aire formando agua y reacciona explosivamente con el oxígeno y los halógenos en ciertas condiciones. A temperaturas altas, el gas reduce a numerosos óxidos, ya sea a óxidos inferiores o directamente a metal.
La disociación del Hidrógeno es unproceso altamente endotérmico, lo que justifica su baja reactividad a temperatura ambiente.
El Hidrógeno atómico puede formarse ya sea por calentamiento a altas temperaturas en tubos con baja presión de Hidrógeno. La vida media de este átomo es muy pequeña. El calor de recombinación es suficiente como para producir altas temperaturas, por lo que el H atómico puede ser utilizado en procesos desoldadura de metales, y es extremadamente activo com agente químico, caracterizándose por su fuerte acción reductora.
Características enlazantes del Hidrógeno:
La química del Hidrógeno depende de 3 procesos electrónicos:
Pérdida del electrón de valencia: El electrón 1s puede ser eliminado dando origen a la formación del ion H+, que tiene una gran capacidad para deformar nubes electrónicas de losátomos que lo rodean. Es por ello que el protón nunca existe como tal, sino asociado a otros átomos o moléculas.
Adquisición de un electrón: El átomo de hidrógeno puede adquirir un electrón y quedar configurado como el He, para formar el ión hidruro.
Formación de una unión covalente: El átomo de Hidrógeno puede también completar la estructura 1S uniéndose por enlaces covalentes.
La naturaleza delprotón y la ausencia total de apantallamiento de la carga nuclear, permite la existencia de otros tipos de reactividad química características:
Formación de compuestos con elementos metálicos: Hidruros.
Formación de puentes de Hidrógeno en compuestos deficientes en electrones
Hidruros e hidruros complejos: El ión hidruro; hidruros salinos.
Debido al carácter endotérmico del ion H-, solo losmetales más electropositivos forman hidruros salinos.
Propiedades químicas de los hidruros salinos:
Son sólidos blancos muy reactivos, que pueden ser preparados por reacción directa entre el metal y el hidrógeno gaseoso, a T de hasta 700°C. Son excelentes agentes reductores, especialmente el CaH2 y el LiH. Varios de estos hidruros se inflaman espontáneamente al ser expuestos al aire. Ladescomposición térmica a T elevadas conduce a la formación del metal y el gas hidrógeno.
Hidruros complejos:
Se puede considerar que los iones H- se encuentran coordinados a los iones metálicos.
Elementos representativos: Los compuestos más importantes de este tipo son los que contienen B, Al y Ga. Existen en realidad muy pocos estudios estructurales que permitan determinar claramente la naturaleza de losenlaces en estos compuestos. Los hidruros complejos, generalmente se emplean como agentes reductores.
Elementos de transición: Estos compuestos constituyen un nuevo tipo de compuesto. Se preparan por acción del ion BH4- sobre compuestos halogenados.
Compuestos covalentes del hidrógeno:
Son los compuestos más abundantes y a menudo son sustancias volátiles, ya sean gases o líquidos.
El...