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jueves, 2 de abril de 2009

Óxidos no metálicos CF Nº 109


Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Nº 109

El idioma de la química

Los óxidos de los no
metales

Los no metales cuando se combinan con oxígeno, forman óxidos que también son llamados anhídridos. En general estos óxidos suelen estar en estado gaseoso ya que sus moléculas son bastante pequeñas y poco polares.
Se desprenden de la actividad volcánica y de la actividad industrial del planeta y se incorporan a la atmósfera, causando problemas ambientales ya que incrementan el efecto invernadero y la lluvia ácida.

Recordemos que los elementos no metálicos son los que pertenecen al grupo del Boro (B), el del Carbono(C), Nitrógeno(N), el del Oxígeno(O) y los Halógenos que están encabezados por el Fluor (F)

¿Como actúan los no metales cuando se unen entre sí?

Por supuesto que se respeta la regla del octeto y la tendencia de los elementos a semejarse a los gases Nobles que le preceden, si son metales, o al gas noble siguiente del periodo en que se encuentran si se trata de los no metales.

Recordemos la Nota de Uniones Químicas formadoras de sustancias

“Cuando el Hidrógeno que tiene un sólo electrón (1) se encuentra con el oxígeno que tiene 8 electrones (2_6), este último necesita dos electrones para semejarse al Neón (2_8) pero al hidrógeno no le interesa perder su electrón pues de este modo no se parecería a ninguno de los nobles, en realidad, necesita un electrón para parecerse al Helio (2) por lo tanto el problema se soluciona fácilmente: Se asocian 2 (dos) hidrógenos con un oxígeno y comparten sus electrones, de este modo cada uno de ellos se mantiene en la sustancia como si fueran gases nobles ¿Cuál es esa sustancia? Simplemente el agua (dos hidrógenos y un oxígeno). Este tipo de unión donde los electrones se comparten se llama unión covalente y se da en las sustancias donde los átomos que se combinan son no metales.”

Boro (B)

Este es un caso bastante especial, ya que el átomo de Boro posee 5 electrones en total dispuestos en sus niveles como 2-3. Vemos en el último nivel posee los tres electrones con los que va a trabajar en las uniones con otros átomos. Resulta muy dificultoso conseguir los cinco que le faltan para completar su octeto, de modo que este elemento será de los pocos que forman óxidos con el octeto incompleto.

Cuando se une con el oxígeno forma:

B2O3

Tradicionalmente: óxido bórico
Modernamente: trióxido de di boro
Nomenclatura Stock: óxido de Boro


En este óxido los 2(dos) Boros aportan 6 (seis) electrones y como cada oxigeno necesita 2(dos) para completar su octeto quedan estabilizados como el Neón, pero el Boro quedará con 6 (seis) electrones en el último nivel de los cuales 3(tres) posee naturalmente y otros tres les aportan los oxígenos (dos por cada uno repartido entre los boros presentes). Así este óxido estará en permanente búsqueda de un par electrónico para que los Boros completen su octeto.
Los compuestos de este tipo suelen formar sustancias de adición con aquellas otras que posean pares electrónicos libres.
Esta necesidad de captar pares electrónicos los transforma en Ácidos de Lewis, a diferencias de aquellas sustancias que poseen pares electrónicos libres y se denominan Bases de Lewis.


Carbono (C)

El Carbono posee 6 (seis) electrones en total, dispuestos 2-4, de modo que en su último nivel posee 4 (cuatro) electrones y necesitará otros cuatro para semejarse al Neón

Este no metal en la naturaleza forma dos óxidos importantes
Uno de ellos es

CO

Tradicionalmente: Óxido carbonoso
Modernamente: Monóxido de carbono
Nomenclatura Stock: Óxido de Carbono (II)

En este compuesto el carbono comparte con el oxígeno sólo dos de sus cuatro electrones, así el oxigeno completa su octeto pero el Carbono no lo hace y queda con seis electrones(cuatro que posee y dos que comparte), este es uno de los motivos por el cual este óxido es sumamente tóxico y mortal al ser inhalado, ya que en el organismo vivo ocupa el lugar del oxígeno gaseoso en la Hemoglobina, pero como posee un octeto incompleto, la unión con el Hierro de Grupo hemo resulta muy estable y permanente de modo que va desplazando poco a poco y en forma permanente al oxígeno de la sangre y se produce muerte por asfixia.

El otro óxido que forma es el

CO2

Tradicionalmente: óxido carbónico
Modernamente: Dióxido de Carbono
Numeral stock: óxido de Carbono (IV)

En este compuesto el carbono comparte con cada oxígeno dos electrones de modo que completa su octeto y forma el compuesto tan conocido por todos y sumamente estable ya que cada uno de los átomos son isoeléctricos (igual cantidad de electrones-igual configuración electrónica) con el Neón.

Nitrógeno (N)

Este átomo tiene siete electrones en total dispuestos como 2-5 de modo que completará su octeto compartiendo 3(tres) de sus electrones ya que en el último nivel posee 5(cinco).

Formará los siguientes óxidos

N2O3

Tradicionalmente: óxido nitroso
Modernamente: Trióxido de di nitrógeno
Numeral Stock: óxido de Nitrógeno (III)

Los tres oxígenos comparten dos de sus electrones con los dos nitrógenos de modo que cada uno de ellos recibe los tres electrones que les falta para semejarse al gas Noble que le corresponde por el período.
Este compuesto es estable en la Naturaleza ya que cada uno de los átomos que lo conforman está estabilizado como gas Noble con su octeto completo

Pero el Nitrógeno tiene otro óxido estable…

N2O5

Tradicionalmente: óxido nítrico
Modernamente: Pentóxido de di nitrógeno
Numeral Stock: óxido de nitrógeno (V)

Es un óxido estable del Nitrógeno en donde se produce una unión covalente dativa.

Veamos de qué se trata

En el compuesto N2O3 cada átomo está estabilizado con la configuración del Neón de modo que ya no necesitan compartir más electrones a ninguno de ellos. Pero como habíamos dicho anteriormente cada nitrógeno posee 5(cinco) electrones en el último nivel de modo que les sobra un par electrónico que no utilizan pues no trabaja en la unión, es así, que a estos pares se les pega un oxígeno que al poseer 6 electrones externos necesita de ese par completar su octeto y se forma un oxido tan estable que tiene 5 (cinco) oxígenos por cada 2(dos) nitrógenos, dos de esos oxígenos están aprovechando el par sobrante de cada uno de los nitrógenos formando una unión llamada covalente dativa.
Cuando en un compuesto cada uno de los átomos tiene su octeto completo y posee pares sobrantes, estos pueden ser aprovechados por el oxígeno para completar el suyo, se pega a los mismos, y respeta siempre la simetría molecular.

Azufre (S)

El azufre tiene 16 electrones en total dispuestos 2-8-6
De modo que en el último nivel tiene 6(seis) electrones y necesita 2 para parecerse electrónicamente al Argón
Cuando se combina con el oxígeno formará tres óxidos estables

SO

Tradicionalmente: óxido hiposulfuroso

El prefijo hipo se utiliza en esta nomenclatura cuando un elemento actúa combinándose con el menor número de electrones posible.

Modernamente: Monóxido de azufre
Numeral stock: Óxido de azufre (II)

En este caso el azufre usa sólo 2 (dos) de sus 6(seis) electrones y así completa su octeto semejándose al Argón

Como al azufre le sobran dos pares de electrones formará:

SO2

Tradicionalmente: Óxido sulfuroso
Modernamente: Dióxido de azufre
Numeral stock: Óxido de azufre (IV)

Donde forma una unión covalente dativa con un oxígeno

SO3

Tradicionalmente: Óxido sulfúrico
Modernamente: trióxido de azufre
Numeral Stock: Óxido de azufre (VI)

Donde un tercer oxigeno aprovecha el par sobrante y forma una unión covalente dativa.



Cloro (Cl)

Este átomo tiene 17 electrones en total dispuestos 2-8-7 de modo que como en su último nivel posee 7 (siete) electrones con sólo compartir uno completará su octeto y se asemejará al Argón. Formará cuatro óxidos estables donde actuará con 1, 3,5 y 7 electrones así que la nomenclatura tradicional los distinguirá con los prefijos

Hipo----oso cuando actúa con 1 electrón
Oso cuando actúa con 3 electrones
Ico cuando actúa con 5 electrones
Per------ico cuando actúa con los 7 electrones

Formará

Cl2O

Tradicionalmente: óxido hipocloroso
Modernamente: monóxido de di cloro
Nomenclatura stock: oxido de Cloro (I)

Aquí cada Cloro le aporta un electrón al oxígeno completando el octeto del mismo y quedando completo su propio octeto ya que sólo necesita un sólo electrón.


Como a cada uno de los Cloros le sobran 3(tres) pares de electrones se formarán el resto de los óxidos con uniones covalentes dativas formándose

Cl2O3

Tradicionalmente: óxido cloroso
Modernamente: trióxido de dicloro
Numeral stock: Óxido de Cloro (III)

Dos de los oxígenos con unión covalente dativa.

Cl2O5

Tradicionalmente: óxido Clorico
Modernamente: pentóxido de dicloro
Numeral stock: Óxido de Cloro (V)

Cuatro de los oxígenos con unión covalente dativa.

Cl2O7

Tradicionalmente: óxido perclórico
Modernamente: heptóxido de di Cloro
Numeral stock: Óxido de Cloro (VII)

Seis de los oxígenos con unión covalente dativa.

En esta Nota hemos aprendido a nombrar y escribir los principales óxidos de los no metales, el Idioma Químico es un idioma más, pero posee valor a nivel internacional ya que sus reglas son universales dentro de la Ciencia Química


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