Propiedades y Obtención de Halógenos, Ozono, Oxígeno y Azufre

Halógenos

Estructura

Los halógenos forman moléculas diatómicas estables, mediante un enlace covalente sigma, establecido a partir de orbitales p atómicos.

Enlace

El F₂ arroja un valor de la energía de enlace algo inferior a la prevista debido a las repulsiones electrónicas de los dos átomos, que tienen un tamaño muy pequeño para tan elevada carga. Las fuerzas intermoleculares en los halógenos son débiles en general.

Estabilidad

La estabilidad molecular varía uniformemente en sentido decreciente del Cl₂ al I₂, al disminuir la energía del enlace y aumentar su longitud.

Oxidación

La elevada electronegatividad de este grupo y su consecuente gran capacidad aceptora de electrones, además de sus elevados potenciales normales, los convierte en especies oxidantes. El F₂ es el oxidante más fuerte conocido. Aunque también pueden actuar como reductores (cediendo electrones) en un medio adecuado.

Color

El color de los halógenos oscurece conforme aumenta la masa atómica al descender en el grupo. Los orbitales moleculares se hacen más densos y permiten un mayor número de tránsitos electrónicos entre ellos, es decir, de radiación electromagnética.

Naturaleza

Por su reactividad se encuentran combinados en la naturaleza y no en estado libre. Pero sus iones negativos, los haluros, son muy estables formando cristales, por lo que así los encontraremos. El F₂ se encuentra en yacimientos naturales como fluorita, insoluble en agua. El Cl₂ y Br₂, sus sales son solubles en agua, por lo que se encuentran en estado iónico disueltos en las masas de agua o cristalizados por evaporación en yacimientos naturales. El I₂ se encuentra formando iodatos.

Electronegatividad

La Electronegatividad es un concepto teórico no medible. Para su estimación se correlaciona con el potencial de ionización y la afinidad electrónica, que sí son medibles. Cuanto mayores valores arrojen ambas magnitudes, mayor será la electronegatividad. Los elementos más electronegativos son F > O > Cl >...

Propiedades del Ozono

Enlace y Estructura

Gas constituido por moléculas angulares triatómicas. Fuerzas intermoleculares mayores que el O₂, por lo que tiene puntos de fusión/ebullición más altos. También tiene densidad más alta y mayor peso molecular (es una molécula más grande). En estado gaseoso tiene un olor irritante y un sabor picante debido a su gran poder oxidante.

Métodos de Obtención de Oxígeno

• Destilación del aire líquido: El aire licúa a temperaturas muy bajas. Para ello es necesario usar temperaturas inferiores a las críticas del N₂ y O₂ y presiones elevadas. Una vez obtenido el aire líquido es destilado, pudiendo separarse los componentes del aire N₂ y O₂.
• Electrólisis del agua: El agua no descompone espontáneamente debido a que la energía de reacción es muy alta. Ello requiere un gran gasto de corriente eléctrica. Se necesita una celda electrolítica formada por dos electrodos de un metal inerte, Pt, sumergidos en agua y conectados a una fuente de corriente eléctrica. Además del uso de un electrolito.
• Descomposición de óxidos y peróxidos: Se usan preferiblemente peróxidos ya que la energía a suministrar es considerablemente menor.
• Descomposición de oxisales.

Usos del Oxígeno

El O₂ se utiliza en la industria metalúrgica, como propulsión de cohetes espaciales, con finalidades terapéuticas, procesos de oxidación, …

Obtención y Aplicaciones del Azufre

• Extracción en estado nativo (yacimientos): Extracción por inyección de agua sobrecalentada en el yacimiento y evacuación del S fundido a la superficie usando aire comprimido.
• A partir de gas natural: Se puede obtener del SH₂ que es uno de los componentes del gas natural.
• Por tostación de sulfuros metálicos.

Aplicaciones del Azufre

El S es uno de los elementos más utilizados con repercusión en casi todos los sectores de la economía. Se encuentra en la fabricación de productos muy diversos como fertilizantes, industria del hierro y acero, industria petrolífera, detergentes, aditivos alimentarios, explosivos, etc.