Alótropos del Carbono, Fósforo, Oxígeno y Azufre: Propiedades y Estructura

Alotropía y Propiedades Asociadas a la Estructura: C, P, O, S

Alótropos del Carbono: Grafito, Diamante y Fullereno

Diamante: Cuando se combinan átomos de carbono con hibridación sp³, cada átomo de carbono se une a otros cuatro.

Grafito: Tiene hibridación sp². Este sólido oscuro es un no-metal, pero es conductor de la electricidad.

Fullereno: Estructuras esféricas o elipsoidales formadas por decenas de átomos de carbono.

Alótropos del Fósforo: Rojo, Blanco y Negro

Fósforo blanco: Es una sustancia sólida, traslúcida, parecida a la cera, que se obtiene condensando vapores de fósforo. Es fosforescente en la oscuridad debido a una oxidación lenta. Se inflama espontáneamente en contacto con el aire a 30 ºC, por lo que debe guardarse bajo el agua. La temperatura del cuerpo basta para inflamarlo. Se disuelve fácilmente en sulfuro de carbono. Sus moléculas son tetratómicas (P₄), con un átomo de fósforo en cada vértice de un tetraedro, unido por enlaces covalentes a los otros tres. A temperaturas elevadas, las moléculas P₄ se disocian en P₂.

Fósforo rojo: Se presenta en forma de cristales pequeños o como una modificación amorfa. Se obtiene al calentar fósforo blanco, primero a 250 ºC y finalmente a 350 ºC, en un recipiente de hierro del que se ha eliminado el aire. Esta transformación es exotérmica y se cataliza por el yodo, pero en presencia del catalizador la transformación puede ser explosiva. Se convierte en fósforo blanco, aunque lentamente, expuesto a la luz solar. Se evapora sin fundirse y su vapor es el mismo que el de la variedad blanca. Sometido a presión, funde entre 500 y 600 ºC. Es insoluble en los disolventes del fósforo blanco y no se oxida fácilmente en el aire.

Fósforo negro: Es la forma más estable y menos reactiva del fósforo.

Alótropos del Oxígeno: O₂ y Ozono (O₃)

Molécula de O₂: Es paramagnética en sus tres estados y es angular.

Molécula de O₃ (Ozono): Es diamagnética y angular (117°49’±30’).

Reactividad del Oxígeno: El oxígeno, directa o indirectamente, reacciona con todos los elementos exceptuando el flúor y los metales nobles (Au y Pt).

Usos del Ozono: Se utiliza para las combustiones en las cuales se desea llegar a una temperatura más elevada. Se usa como desinfectante y antiséptico en la purificación de agua potable.

Obtención del Oxígeno y Ozono:

• El oxígeno puede obtenerse a partir de la descomposición térmica de óxidos (de metales poco reactivos, de los peróxidos, algunos bióxidos y algunas oxisales).
• Se puede obtener por electrólisis del agua.
• Por destilación fraccionada del aire líquido.
• El ozono puede obtenerse a partir de oxígeno molecular por calentamiento (por un filamento de platino en contacto con aire líquido), por radiación (por luz con 2.090 Å de longitud de onda) o eléctricamente.

Alótropos del Azufre

El azufre presenta diversas formas alotrópicas y cristalinas, incluyendo el azufre rómbico, monoclínico y plástico.

Propiedades del Plomo

El plomo es un metal pesado de densidad relativa o gravedad específica 11,4 a 16°C. Es flexible, inelástico y se funde con facilidad. Su fusión se produce a 327,4°C y hierve a 1.725°C. Los estados de oxidación más comunes son +2 y +4. Es relativamente resistente al ataque de ácido sulfúrico y ácido clorhídrico, aunque se disuelve con lentitud en ácido nítrico y ante la presencia de bases nitrogenadas. El plomo es anfótero, ya que forma sales de plomo de los ácidos, así como sales metálicas del ácido plúmbico.