Grupo 15Nitrogenoides

Equipo Galio:Alberto Alfaro-Victoria,Aarón Barbosa, Andrea Chapela, Mario Flórez, Alicia Hernández, Emilio Pradal

Características generales

• Tiene tanto propiedades metales, como no metales.

• ns²np³ → estabilidad→ elevada energía de ionización.

• 5 electrones de valencia.• Óxidos son cada vez más básicos.

Propiedad Nitógeno Fósforo Arsénico Antimonio Bismuto

Electrones val. 2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3

P. fusión (ºC) -210 44* 614 631 271

P. ebullición (ºC) -196 280 817 1587 1564

R. atómico (pm) 75 110 120 140 150

EI1 (KJ/mol) 1402 1012 947 834 703

EN 3.0 2.1 2.0 1.9 1.9

Nitrógeno

PropiedadSímbolo NPeso atómica (g/mol) 14Número atómico 7Radio atómico (pm) 56 pmDensidad (g/mL) 1.25Estado de agregación en CN Gas diatómico N2

Descubridor Daniel Rutherford 1772

Obtención

Obtención: • Licuefacción del aire → destilación

fraccionada.

• Calentar NaN3 a 300°C hasta descomposición

NaN3 Na + 3/2 N2

ABUNDANCIA:• En el universo: 1000 ppm. (por peso). • En el sol es de 1000 ppm. • En la corteza terrestre : 25 ppm.• En el mar: Superficie del atlántico: 8 X 10-5 ppm. Fondo del

atlántico: 2.7 X 10-1 ppm.Superficie del pacífico: 8 X 10-5 ppm. Fondo del

Pacífico: 5.4 X 10-1 ppm.• En el humano: 2.6 X 10-7 ppb.• Conforma el 78% de la atmósfera.• Se producen 44 millones de toneladas.

USOS• Producción de amoníaco.• Como líquido, para bancos de esperma.• Como gas, para almacenar alimentos, carnes por

ejemplo, para evitar que se oxiden por el aire común.

IMPORTANCIA: Componente de proteínas, TNT, nitratos de amonio que

sirven como fertilizantes y explosivos. El ácido nítrico que sirve para la producción de sales y

otros compuestos.

Peligros • Provoca asfixia en espacios cerrados.• Narcosis por nitrógeno.

Datos Curiosos

Nitrógeno líquido en la cocina:• Producción de helado en cuestión de segundos, debido

a que no es tóxico se vierten 2 L de este compuesto con 1 L de leche saborizada y se produce el helado.

• En general el frío al deshidratar los productos ejerce la misma transformación que se obtiene con el fuego, con esta técnica del nitrógeno líquido podemos acelerar la cocción para eliminar los procesos bacterianos y para reducir las pérdidas de propiedades organolépticas provoquen un deterioro considerable de las materias.

FósforoPropiedad

Símbolo PMasa atómica (g/mol) 30.97Número atómico 15Radio atómico (pm) 1.28Densidad (g/mL) 1.82Estado de agregación en CN SólidoDescubridor Hennig Brandt en 1669

Estructura:• En la mayor parte de sus compuestos, el fósforo está

enlazado químicamente a cuatro átomos inmediatos. Hay gran número de compuestos en los que uno de los cuatro átomos está ausente y en su lugar hay un par de electrones no compartidos.

• Hay también unos cuantos compuestos con cinco o seis átomos unidos al fósforo; son muy reactivos y tienden a ser inestables.

Formas Alotrópicas• Fósforo blanco, negro, rojo

Fosfatos: • Los fosfatos se basan en átomos de fósforo rodeados

en una disposición tetraédrica por átomos de oxígeno. La familia de las cadenas de fosfato se basa en hileras alternadas de átomos de fósforo y oxígeno en que cada átomo de fósforo permanece en el centro de un tetraedro de cuatro átomos de oxígeno.

• Papel esencial en los procesos de transferencia de energía (metabolismo, fotosíntesis, función nerviosa y acción muscular).

• Los ácidos nucleicos son fosfatos.• Algunas coenzimas son fosfatos.• Los esqueletos de los animales están formados por

fosfato de calcio.

Obtención

• El fósforo se encuentra en la naturaleza como Ca3(PO4)2 y fluoroapatita, Ca5(PO4)3F

• La fluoropatita, Ca5F(PO4)3, se extrae esencialmente de grandes depósitos secundarios originados en los huesos de animales y que se hallan en el fondo de mares prehistóricos, y de los guanos depositados sobre rocas antiguas.

2Ca3(PO4)2 (s)+10 C(s)+ 6SiO2 (s) P4 (g)+ 10 CO(g)+ 6 CaSiO3 (l)

Usos• El compuesto de fósforo de mayor importancia biológica

es el adenosintrifosfato (ATP).• Fertilizantes (constan de ortofosfato diácido de calcio u

otofosfato ácido de calcio muy impuros, Ca(H2PO4)2 y CaHPO4).

• Relleno de detergentes.• Nutrientes suplementarios en alimentos para animales.• Ablandadores de agua.• Aditivos para alimentos y fármacos, en metalurgia y de

productos petroleros.• Agentes de revestimiento en el tratamiento de

superficies metálicas.• Plastificantes.• Insecticidas.

Efectos del Fósforo sobre la salud• Demasiado fosfato puede causar problemas de salud, como

es daño a los riñones y osteoporosis. La disminución de fosfato también puede ocurrir. Estas son causadas por uso extensivo de medicinas. Demasiado poco fosfato puede causar problemas de salud.

• El fósforo blanco puede causar quemaduras en la piel, dañar el hígado, corazón y riñones.

Efectos ambientales del Fósforo• El incremento de la concentración de fósforo en las aguas

superficiales aumenta el crecimiento de organismos dependientes del fósforo, como son las algas. Estos organismos usan grandes cantidades de oxígeno y previenen que los rayos de sol entren en el agua. Esto hace que el agua sea poco adecuada para la vida de otros organismos. El fenómeno es comúnmente conocido como eutrofización.

Datos Curiosos

• Los humanos han cambiado el suministro natural de fósforo radicalmente por la adición de estiércol ricos en fosfatos.

• El fosfato era también añadido a un número de alimentos, como quesos, salsas, jamón.

• En la mayoría de los casos la gente que muere por fósforo blancoha sido por tragar accidentalmente veneno de rata.

Arsénico

PropiedadSímbolo AsPeso atómica (g/mol)Número atómico 33Estado de oxidación ±3,5Radio atómico (pm) 114 pmDensidad (kg/m³) 5727

Arsénico del persa Zarnikh: oropimente amarillo

• Mineral disponible con un 99.999% de pureza.• 52° elemento en abundancia: 2 ppm.• 5 x 10-4% de la corteza terrestre.• Tres formas alotrópicas: metálico, amarillo,

negro. • El principal mineral del arsénico: FeAsS

(arsenopirita, pilo).

USOS:• Preservante de la madera (70%).• El arseniuro de galio es un importante

material semiconductor empleado en circuitos integrados más rápidos, y caros, que los de silicio. También se usa en la construcción de diodos láser y LED.

• Aditivo en aleaciones de plomo y latones. • Insecticida (arseniato de plomo), herbicidas

(arsenito de sodio), fertilizante y venenos.

• El disulfuro de arsénico se usa como pigmento y en pirotecnia.

• Decolorante en la fabricación del vidrio (trióxido de arsénico).

• Fines terapéuticos: leucemia. • Arsénico metálico: Aumenta la dureza de las

aleaciones de plomo. • GaAs y InAs: Fabricar semiconductores.• Plaguicidas y pigmentos.

PELIGROS:• Tóxico. Inorgánico: irritación estomacal,

irritación en los pulmones, posibilidades de desarrollar cáncer, infertilidad, abortos, daños en el ADN.

Principales productores: • Francia, Suecia, México.

Antimonio

Es el elemento de número atómico 51 y está situado en el grupo 15 de la tabla periódica.

Propiedades.Fase SólidaElectronegatividad 2.05Punto de fusión 630.63°CPunto de ebullición 1587°CDensidad 6.697g/cm3

Entalpía de fusión 20.9 kJ mol-1

Entalpía de vaporización 165.8 kJ mol-1

Abundancia (en peso).

En el Universo. 0.0004 ppmEn el Sol 0.001 ppmEn la corteza terrestre 0.12 ppmEn los océanos 2 x 10-4 ppm

Fuentes.Aunque este elemento no es muy abundante, existe en más de 100 especies minerales. En ocasiones se encuentra puro, pero su forma más común es la estibina (Sb2S3).

El 84% del antimonio es producido por China. Algunas reservas importantes se encuentran en Italia, Perú, México, Bolivia y Francia.

Estibina

Obtención.

Mediante el tostado del sulfuro de antimonio se obtiene óxido de antimonio (III), Sb2O3, que se puede reducir con coque para la obtención de antimonio:

2Sb2S3 + 9O2 → 2Sb2O3 + 6SO2

2Sb2O3 + 3C → 4Sb + 3CO2

También se puede obtener por reducción directa del sulfuro, por ejemplo con chatarra de hierro:

Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FeS

Reacciones.

Al rojo vivo reacciona con el agua para formar óxido de antimonio III.

2Sb(s) + 3H2O(g) → Sb2O3(s) + 3H2(g)

Cuando se calienta reacciona con el aire y forma trióxido de antimonio:

4Sb(s) + 3O2(g) → 2Sb2O3(s)

Aplicaciones.

♦ Baterías y acumuladores. ♦ Tipos de imprenta. ♦ Recubrimiento de cables.

El trióxido de antimonio es el más compuesto importante y se usa principalmente como retardante de llama en ropa, juguetes, o cubiertas de asientos.

Dato histórico.Un artefacto hecho de antimonio fue encontrado en Caldea (actualmente Irak). El artefacto data del año 3000 a.C.

Bismuto

PropiedadSímbolo BiPeso atómica (g/mol) 208.98Número atómico 83Radio atómico (pm) 146 pmDensidad (kg/m³) 9780Descubridor C.F. Geoffroy 1753

• Naturalmente sólo hay un isótopo de bismuto, el bismuto-209.

• Es común disolverlo en ácido nítrico o ácido sulfúrico. Se encuentra en minerales: la bismutita (Bi2O2(CO3)),

bismutotantalita (Bi(Ta,Nb)O4), bismutoferrita (BiFe2+3(SiO4)2(OH)), bismutoclorita ((Bi,Ca,)2(Ta,Nb)2(O,OH)7), los dos minerales de más importantes de bismuto son bismita (Bi2O3) y bismutina (Bi2S3).

• También es posible encontrarlo puro en la naturaleza.• Principales productores: Canadá, Bolivia, Japón,

México, Perú.• Producción anual: 3 000 toneladas.

Obtención

• Generalmente se obtiene como un producto secundario de procesos de minerales de otros metales, principalmente plomo y tungsteno.

ABUNDANCIA:En la corteza terrestre 0.048ppm se forma del

decaimiento de Uranio y Torio. En el agua marina:• Superficie del Atlántico: 5.1X10-8 ppm• Superficie del Pacífico: 4X10-8 ppm• Pacífico profundo: 4X10-9 ppm

En el universo: 0.0007ppm (por peso).

APLICACIONES:• En la industria farmacéutica. • Preparación de aleaciones de bajo punto de

fusión, vidrios, cerámicos.• Formación de compuestos semiconductores. • Catalizador en la producción de hule.• Imanes permanentes muy fuertes se pueden

construir con “bismanol” (MnBi).• Sustituto del plomo.• El principio activo del medicamento Pepto-

Bismol, es el salicilato de bismuto (C7H5BiO4).

Datos Curiosos

• Los óxidos de bismuto estroncio calcio cobre (Bi2Sr2CanCun+1O2n+6) son la familia de los primeros superconductores de alta temperatura descubiertos que no contienen tierras raras.

• Es de las pocas sustancias cuya fase líquida es más densa que la fase sólida, por ello es muy útil en procesos de soldado (pues se expande al solidificar), y de gran interés para las aleaciones.

Ununpentio• Febrero 2 del 2004:

• Decaimientos: 287

115Uup → 283113Uut + 4

2He (46.6 milliseconds)288

115Uup → 284113Uut + 4

2He (80.3 milliseconds)288

115Uup → 284113Uut + 4

2He (18.6 milliseconds)288

115Uup → 284113Uut + 4

2He (280 milliseconds)

• No se conoce mucho del elemento, dado que sólo se le ha formado un par de veces y aún no tiene ningún uso.

24395Am + 48

20Ca → 287115Uup + 4 1n

24395Am + 48

20Ca → 288115Uup + 3 1n

Bibliografía • http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/nitro

geno• http://education.jlab.org/itselemental/ele115.html • http://www.lenntech.es/periodica/elementos/as.htm• http://es.wikipedia.org/wiki/Ars%C3%A9nico• http://www.fastonline.org/CD3WD_40/HDLHTML/ENVMA

NL/ES/VOL312.HTM• http://www.freshney.org/ptonline/data/elements/51.htm• http://en.wikipedia.org/wiki/Antimony• Cotton, A. Química inorgánica avanzada. Editorial Limusa.

1° edición, 1986.