15 Dic
1. Justificar, termodinámicamente, las variaciones en el
Valor de los potenciales de reducción (M+/M) para los
Elementos del grupo 1, mostrados en la tabla. Final
20-1-17. Final 21-1-16. Cuestionario 1
Con el potencial de reducción nos referimos a la tendencia
que tienen los elementos a reducir su estado de oxidación,
es decir, a ganar electrones.
El potencial de reducción disminuye según aumenta el
tamaño del átomo, porque el radio atómico es mayor y por
tanto la carga nuclear efectiva disminuye, atrayendo con
menos fuerza los electrones, y siendo más fáciles
arrancarlos; también debemos tener en cuenta 3 factores:
La energía de ionización: es la energía necesaria para
arrancarle un electrón de la capa de Valencia a un átomo,
ésta disminuye a medida que aumenta el tamaño del
átomo. El último electrón de los átomos más grandes
tiene menos carga nuclear efectiva, por lo que es más fácil
arrancarles un electrón.
La entalpía de atomización, que es la energía necesaria
para formar un mol de átomos gaseosos a partir del
elemento en condiciones estándar, la cual disminuye hacia
abajo en el grupo porque el solapamiento de orbitales
moleculares es peor.
Estos dos factores suponen un gasto energético que debe
asumirse para llevar a cabo la reducción.
La entalpía de hidratación, que se define como el calor
desprendido al pasar un ion desde un estado inicial en fase
gaseosa a un estado final rodeado de moléculas de H2O.
Supone un beneficio energético, al formarse enlaces
cuando se solvata un catión en agua.
Este beneficio de diluir en agua es mayor cuanto más
pequeño sea un átomo. Es mucho más traumático para el
catión pequeño perder un electrón que para el grande (el
pequeño tiene más tendencia a solvatarse).
Por lo tanto, se entiende por qué el potencial de reducción
disminuye hacia abajo. La anomalía del Li+ la marca su
beneficio energético tan alto al hidratarse, por su pequeño
tamaño.
2. Indicar, justificando la respuesta, tres propiedades
Físicas o químicas adicionales que varían
Gradualmente al bajar en el grupo 1. Final 20-1-17
El punto de fusión: según descendemos en el grupo se
observa un aumento el radio atómico de los elementos, por
lo que cada vez éstos son más grandes. Esta variación en
el tamaño hace que la fuerza de enlace que une átomos de
un mismo elemento sea menor, debido a que hay peor
hibridación (peor solapamiento entre los orbitales de
ambos átomos), al ser estos cada vez más grandes. Puesto
que la fuerza de los enlaces es menor, los enlaces serán
más fácil de romper, siendo ese el motivo por el cual
disminuye el punto de fusión al bajar en el grupo.
La energía de ionización: energía necesaria para arrancarle
un electrón de la capa de Valencia a un átomo, ésta
disminuye a medida que aumenta el tamaño del átomo, es
decir, hacia abajo en el grupo. El último electrón de los
átomos más grandes tiene menos carga nuclear efectiva
debido al fenómeno del apantallamiento, por lo que es más
fácil arrancarles un electrón.
La entalpía de atomización: energía necesaria para formar
un mol de átomos gaseosos a partir del elemento en
condiciones estándar, la cual disminuye hacia abajo en el
grupo porque el solapamiento de orbitales moleculares es
peor.
2. Justifica, desde un punto de vista termodinámico, que
El hidruro de calcio sea menos estable que el cloruro
De calcio. Cuestionario 1
Tanto el CaH2como el CaCl2 son compuestos iónicos, por
lo que el Ca (s) necesita atomizarse en Ca (g) y luego
ionizarse dos veces para formar el Ca2+ (g), requiriendo la
misma energía para los 2 compuestos.
La diferencia es que para formar el anión hidruro se
requiere una mayor energía que para formar el anión
cloruro. Ambos se tienen que disociar, y una vez en fase
gas, liberar energía al captar un electrón (afinidad
electrónica). La afinidad electrónica del hidrógeno es
mucho menor que la del resto de los halógenos, por lo que
para realizar estos 2 pasos se requiere incluso de energía
adicional (cosa que no pasa con el ion cloruro). Por lo
tanto, la entalpía de formación del CaCl2 será más baja que
la del CaH2, y por lo tanto más estable.
1. En todos los elementos del grupo 14, excepto Pb,
Existe una forma alotrópica con estructura tipo
Diamante, pero solo el carbono presenta el alótropo
Con estructura tipo grafito. Justifica este hecho
El índice de coordinación se encuentra íntimamente
relacionado tanto con la estructura como con el tamaño de
los átomos. En el grupo 14, tan solo el carbono presenta
un índice de coordinación 3, debido a que el espacio
intermedio entre las 3 moléculas es pequeño, y solo
átomos de pequeño tamaño pueden entrar. Para el resto del
grupo, los tamaños de los átomos son demasiado grandes
para poder hacerlo.
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