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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICOUNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
Cano Cruz María TeresaCano Cruz María Teresa
Esquer Rodríguez RaymundoEsquer Rodríguez Raymundo
González González NNavejasavejas Augusto JoséAugusto José
•• EnEn 18681868 JosephJoseph NormanNorman LockyerLockyer yy PierrePierreJanssenJanssen descubrendescubren unauna línealínea amarillaamarilla enen elelespectroespectro dede emisiónemisión dede protuberanciasprotuberanciassolaressolares::HelioHelio
•• WilliamWilliam FrancisFrancis HillebrandHillebrand disuelvedisuelveuranitauranita enen ácidoácido sulfúricosulfúrico yy observaobserva lalaliberaciónliberación dede unun gasgas queque presentapresenta elelespectroespectro acanaladoacanalado dede nitrógenonitrógeno yy variasvariaslíneaslíneas débilesdébiles queque nono podíapodía asociarasociar aaningúnningún elementoelemento conocidoconocido
•• 18941894 RayleighRayleigh yy RamsayRamsay anunciananuncian eleldescubrimientodescubrimiento deldel argónargón
•• 18971897 RamsayRamsay predicepredice lala existenciaexistencia deldelneónneón.. SeSe descubrendescubren neón,neón, kriptónkriptón yy xenónxenónalal fraccionarfraccionar muestrasmuestras dede aireaire líquidolíquido yyargónargón líquidolíquido
•• EnEn 18981898 RutherfordRutherford yy OwensOwens descubrendescubren elelradónradón comocomo emanaciónemanación deldel torio,torio, enen 19001900DornDorn lolo obtieneobtiene aa partirpartir dede radioradio yy enen 19031903DebierneDebierne yy GeiselGeisel aa partirpartir dede actinioactinio
•• 19031903 SoddySoddy yy RamsayRamsay encuentranencuentran lalarelaciónrelación entreentre elel heliohelio yy loslos rayosrayos αα..
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Alta energía de ionizaciónAlta energía de ionización
Orbitales s y p en la capa de Orbitales s y p en la capa de valencia ocupadosvalencia ocupados
EnergíasEnergías dede promociónpromoción dedeaproximadamenteaproximadamente 950950 kJ/molkJ/mol..
55ss22 55pp66 �� 55ss22 55pp55 66ss11
55ss22 55pp66 �� 55ss22 55pp55 55dd11
Bombardeo de electronesBombardeo de electrones
Xe + eXe + e-- �� XeXe++ + 2e+ 2e--
Xe + XeXe + Xe++ �� XeXe22++
En presencia de SbFEn presencia de SbF55
3Xe + 3Xe + XeFXeF++ + 2SbF+ 2SbF55 �� 2Xe2Xe22++ + +
SbSb22FF1111--
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Figura 1. Estructura del clatratodel hidrato de Xenón.
Clatratos de gases nobles a altas presionesy bajas temperaturas con:•Hidroquinona C6H4(OH)2]3XX = Xe, Ar,Kr•Agua Xe (H2O)6
Constituyen una fuente estable al estadosólido de los gases nobles y se empleapara la separación de los mismos.
¿Bases de Lewis?
Los gases nobles son isoelectrónicoscon los
iones haluro, parece razonable que puedan
existir aductos de gases nobles con ácidos de
Lewis
Pero la espectroscopía Ramanrevela que no hay interacción
¿Cómonucleófilo?
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Tabla. Los gases nobles.Tabla. Los gases nobles.Z Elemento 1EI (kJ/mol) P. Fusión
(K)
P.
Ebullición
(K)
Energía
de
enlace
X2+(kJ/m
ol)
2 He 2372 1 (25 atm) 4.2 126
10 Ne 2080 24.5 27.2 67
18 Ar 1520 83.8 87.9 104
36 Kr 1351 105.9 120.9 96
54 Xe 1170 161.3 165.1 88
86 Rn 1037 202 211 ---
El Xenón forma 3 fluorurosEl Xenón forma 3 fluoruros
Procedimiento para Procedimiento para separar los fluorurosseparar los fluoruros
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Ciclo para la formaciòndel XeF4
Ciclo de Born-Haber para la formaciòn del XeF2
XeF2 XeF4
Fase Gas
Fase Sólida
Celda Unitaria del XeF2 en sólido
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¿Octaédrica coronada?
Equilibrio entre 8 geometrías posibles
En fase sólida, es polimórfico (4 formascristalinas); 3 tienen tetrámeros de XeF5
+ conpuentes de flúor.
CaracterísticasXe – F = 184 pmXe – F = 223 pmXe – F = 260 pm
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EspeciesEspecies isoelectrónicasisoelectrónicas alal XeFXeF66::
SbBrSbBr6633-- , TeCl, TeCl6622-- , TeBr, TeBr66
22--
NoNo..electroneselectrones ==5050
•• LasLas interaccionesinteracciones estéricasestéricas entreentreloslos ligantesligantes haluroshaluros voluminososvoluminosossonson dede importanciaimportancia considerableconsiderable..
•• ElEl séptimoséptimo parpar electrónicoelectrónico seselocalizalocaliza enen unun orbitalorbital ss nono híbridohíbridodentrodentro dede lala capacapa dede valenciavalencia.. PorPorlolo cual,cual, esteeste parpar eses estéricamenteestéricamenteinactivo,inactivo, exceptoexcepto parapara ejercerejercer ununefectoefecto dede lala pantallapantalla sobresobre losloselectroneselectrones dede valenciavalencia..
Comp
.
Hibridació
n
Geometría
predicha
Geometría
observada
XeF2 sp3d Lineal Lineal
XeF4 sp3d2 Cuadrada Cuadrada plana
XeF6 sp3d3 No octaédrica
Desconocida
TEORÍA ENLACE VALENCIA
Trata a los fluoruros de xenón en términosde capas de valencia expandidas por lapromoción de electrones hasta orbitales 5d.
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Diagrama de OM del XeFDiagrama de OM del XeF22
Enlace 3Enlace 3--cc--44--ee
TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR
OM en la molécula de XeFOM en la molécula de XeF44
TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR
XeFXeF++ < XeF< XeF22 (Distancia de (Distancia de enlaceenlace
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Hidrólisis del XeFHidrólisis del XeF22 y y desproporción del XeFdesproporción del XeF44
Hidrólisis del XeFHidrólisis del XeF66
XeOXeO33: Sólido blanco y : Sólido blanco y explosivo.explosivo.
XeOXeO44: Gas explosivo: Gas explosivo
Óxidos comunes: XeO3 y XeO4
XeO4XeO3
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Síntesis de XeOSíntesis de XeO44
Recordar que:Recordar que:
Síntesis de XeOSíntesis de XeO33
OxifluorurosOxifluoruros XeOF4
XeO2F2
¿Geometría?
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Sales estables MXeOSales estables MXeO33FF
M = K o CsM = K o Cs
Reacción general:Reacción general:
MF + XeOMF + XeO33 �� MXeOMXeO33FF
Con CsCl y RbCl forma un anión de la forma XeO3Cl22-
Reacciones de formación del anión XeO3Cl2
2-
BaseBase:: donadordonador dede óxidoóxido
ÁcidoÁcido:: receptorreceptor dede óxidoóxido
Teoría Ácido-Base de Lux-Flood
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CompuestosCompuestos dede XeXe yy OO sonsonagentesagentes oxidantesoxidantes muymuyfuertesfuertes enen soluciónsolución ácidaácida..
En solución básica
Los Los XeFXeFnn se reducen se reducen fácilmente con Hfácilmente con H22, Hg y KI, Hg y KI
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Compuesto Enlace Energia de enlace
(kJ/mol)
XeFn Xe – F 130
XeO3 Xe – O 84
KrF2 Kr – F 50
Bartlett mostró que dichos valores eran semejantesa los que cabría esperar por extrapolación de lasenergías de enlace conocidas de compuestosrelacionados con los no metales.
Aceptores de F-
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XeF5+
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Buenos agentes Buenos agentes fluorantesfluorantes..
Reactividad relativa:Reactividad relativa:
XeFXeF66 > XeF> XeF44 > XeF> XeF22
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Proporciones atómicas de los gases nobles en la atm ósfera
Elemento Peso atómico Números de átomos por millón
de moléculas de nitrógeno y oxígeno
Helio 4,0 5,25
Neón 20,2 18,00
Argón 40,0 9,30
Criptón 83,8 1,00
Xenón 131,3 0,08
Radón 222,0 0,00000000000006
TABLA 31. Potenciales de ionización de los gases nobles
Gas noble Carganuclear
Disposición dede los
electrones
Potencial de ionización(voltios)
Helio +2 2 24,46
Neón +10 2/8 21,47
Argón +18 2/8/8 15,68
Criptón +36 2/8/18/8 13,93
Xenón +54 2/8/18/18/8 12,08
Radón +86 2/8/18/32/18/8 10,70
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Gas Noble Energía de
Promoción
(eV)
Helio -Neón 16.6Argón 11.5
Criptón 9.9Xenón 8.3Radón 6.8