Estaño

Química Inorgánica. 1º de Ingeniero Químico. Universidad de Murcia

Tema 17. Grupo del carbono. (Tutorial) 17.1. Tendencias generales de los elementos del grupo 14 17.2. Los elementos. Estructuras y propiedades. Estado natural y abundancia. Obtención y usos. 17.3. Compuestos de carbono. Hidruros, haluros, óxidos y oxoácidos. 17.4. Compuestos de silicio y germanio. Hidruros, haluros y óxidos.17.5. Silicatos naturales. 17.6. Siliconas. 17.7. Compuestos de estaño y plomo. Química en disolución acuosa.

17.1. Tendencias generales de los elementos del grupo 14
Como en el grupo del boro, en los elementos del grupo 14 hay una variación gradual de las propiedades físicas y químicas desde los no metales carbono y silicio, pasando por el germanio hasta el estaño y plomo que son, que sonesencialmente metálicos. Por su pequeño tamaño, el carbono se diferencia de forma notable de los demás elementos del grupo. Los tres primeros elementos del grupo tienen puntos de fusión muy altos, característicos de los sólidos covalentes que forman los no metales y semi-metales, mientras que los dos metales del grupo tienen puntos de fusión bajos y, como es frecuente en los metales, amplios intervalosde estado líquido. Sus configuraciones electrónicas son Punto de fusión Punto de ebullición (ºC) (ºC) ns2np2, con dos electrones desapareados en sublima a 4100 C su estado fundamental. Todos los elementos 1420 3280 Si del grupo exhiben el estado de oxidación 945 2850 Ge cuatro, pero forman también especies en las 232 2623 Sn que el elemento se encuentra en el estado de 327 1751 Pb oxidación dos.La estabilidad de estas especies divalentes aumenta con el número atómico del elemento. Son inestables en carbono y silicio, están bien establecidas en Ge y Sn, y son las más estables para el Pb. En este aspecto, el plomo se parece al elemento del grupo anterior, talio, y al bismuto del grupo siguiente; la inercia del par de electrones 6s2 a participar en la formación de enlaces es unacaracterística de estos tres elementos.
Símbolo Número atómico C 6 Carbono Si 14 Silicio Ge 32 Germanio Sn 50 Estaño Pb 82 Plomo Configuración Masa molecular electrónica (g·mol–1) 2 2 12,01 [He]2s 2p 28,09 [Ne]3s23p2 72,59 [Ar]3d104s24p2 10 2 2 118,69 [Kr]4d 5s 5p 207,2 [Xe]4f145d106s26p2

a) Energías de ionización. Las energías de ionización de los elementos aparecen recogidas en la siguiente tabla.Aunque la tendencia general es la de disminuir al bajar en el grupo los valores correspondientes al estaño y al plomo están invertidos, y lo mismo sucede con los valores de I3 e I4 al pasar de Si a Ge. Estos efectos de deben a que entre silicio y germanio se intercala la primera serie de transición y entre estaño y plomo la serie de

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Tema 14. Grupo del Carbono

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los lantánidos. Como la suma de las cuatro energías de ionización alcanza un valor muy alto, estos elementos no pueden estar en sus combinaciones como cationes M4+. I1 I2 I3 I4 Suma De hecho, ni siquiera en los compuestos en C 1086 2360 4620 6220 14286 los que su existencia estaría más favorecida, 786 1575 3220 4350 9931 SnF4 y PbF4, se encuentran presentes.De Si Ge 760 1540 3310 4420 10030 hecho, estos fluoruros son sólidos volátiles. 707 1415 2950 3930 9002 Por tanto, la química en disolución acuosa de Sn 2+ Pb 715 1450 3090 4080 9335 estos elementos queda restringida a Sn y 2+ Pb . b) Enlaces covalentes. Todos los elementos son tetravalentes. Forman cuatro enlaces covalentes utilizando los cuatro electrones de la capa de valencia y haciendo uso deuna hibridación sp3. En la siguiente tabla aparecen recogidos los valores de las energías de enlace covalentes en las que los elementos del grupo están tetracoordinados. Energías de enlace • El enlace más fuerte consigo mismo lo C–H C–F C–Cl C–O C–C forma el carbono. Esto explica la gran 416 485 327 359 346 tendencia de este elemento a la Si–Si Si–H Si–F Si–Cl Si–O concatenación y, por tanto,...