Oxoácidos de halógenos: definición, propiedades, estructura

Los elementos del Grupo 17 de arriba a abajo son flúor, cloro, bromo, yodo y astato. Se les conoce como halógenos porque crean sal. Los miembros de este grupo son muy similares entre sí. Tienen un patrón consistente de características físicas y químicas. La capa de valencia de cada uno de estos elementos contiene siete electrones. Su configuración electrónica es ns ² np ⁵ .

Si el ácido contiene oxígeno (referido como un oxoácido), los sufijos –ous y –ic se usan nuevamente para indicar el menor y mayor número de oxígenos en la fórmula ácida. Los oxoácidos están compuestos de hidrógeno, oxígeno y otros elementos. Los ácidos que contienen hidrógeno, oxígeno y otro elemento se conocen como oxiácidos.

Elementos del grupo 17: la familia de los halógenos

El grupo 17 es el sexto grupo de elementos del bloque p. El término halógenos se deriva de las palabras griegas halo y genes. Halógeno se deriva de las palabras halo, que significa sal, y genes, que significa nacido, por lo que halógeno implica productores de sal. Al interactuar con metales alcalinos o metales alcalinotérreos, todos los elementos del grupo 17 crean sales. Como resultado, este grupo también se conoce como la familia de los halógenos, y los elementos de este grupo se conocen como halógenos.

Oxoácidos de Halógenos

El flúor, el cloro, el bromo, el yodo y el astato son miembros del Grupo 17. Se les conoce colectivamente como halógenos, lo que significa productores de sal. Los miembros de este grupo son sorprendentemente similares. A medida que avanzamos en el grupo, hay una gradación constante en las propiedades físicas y químicas. No podemos separarlos en su forma pura. En solución acuosa son estables. También son extremadamente estables en forma de sal. Los ácidos hipohalosos (+1 estado de oxidación), los ácidos halosos (+3 estado de oxidación), los ácidos halicos (+5 estado de oxidación) y los ácidos perhalicos (+7 estado de oxidación) son los cuatro tipos de oxoácidos producidos por los halógenos.

El astato es el único elemento radiactivo del grupo. Su capa de valencia tiene siete electrones (ns ² np ⁵ ), uno menos que la siguiente configuración de gas noble. Debido a su carga nuclear efectiva, los halógenos tienen un tamaño modesto. Como resultado, es menos probable que pierdan electrones y más probable que ganen un electrón para completar su octeto. Varios oxoácidos están formados por halógenos (son ácidos que contienen oxígeno en el grupo ácido).

Propiedades de los Oxoácidos Halógenos

1. El flúor es bastante pequeño y tiene una alta electronegatividad. Como resultado, solo produce un oxoácido, HOF, que también se conoce como ácido fluórico (I) o ácido hipofluoroso. Los otros miembros de la familia de los halógenos se combinan para generar varios oxoácidos. No se pueden aislar en su forma pura. Son estables en soluciones acuosas o como sales.
2. En general, los halógenos generan cuatro tipos de oxoácidos: ácidos hipohalosos (+1 estado de oxidación), ácidos halosos (+3 estado de oxidación), ácidos halicos (+5 estado de oxidación) y ácidos perhalicos (+7 estado de oxidación).
3. El cloro se puede descomponer en cuatro tipos de oxoácidos. Es decir, HOCl (ácido hipocloroso), HOClO (ácido cloroso), HOClO ₂ (ácido clórico) y HOClO ₃ (ácido hipoclórico) (ácido perclórico).
4. El bromo produce HOBr (ácido hipobromoso), HOBrO ₂ (ácido bromico) y HOBrO ₃ (ácido hipobromoso) (ácido perbrómico). El yodo se descompone en HOI (ácido hipoyodoso), HOIO ₂ (ácido yódico) y HOIO ₃ (ácido hipoyodo) (ácido periódico).

Estructuras de los oxoácidos de los halógenos

El átomo central de halógeno tiene hibridación sp3 en todos los oxoácidos. Cada oxoácido contiene al menos un enlace X-OH. Los enlaces “X=O” están presentes en la mayoría de estos oxoácidos. En la naturaleza, el doble enlace entre el átomo de halógeno central y el oxígeno en un oxoácido es d pi – p pi. El ácido hipofluoroso, el ácido hipocloroso, el ácido hipobromoso y el ácido hipoyodoso son ejemplos de ácidos hipohalosos. En los ácidos hipohalosos, el halógeno tiene un estado de oxidación de +1. Debido a la existencia de tres pares de electrones solitarios en el átomo de halógeno central, los iones de hipohalito tienen una forma lineal.

Debido a que los ácidos hipohalosos son menos estables, tienden a crear ácidos halicos.

3HOX → HOXO ₂ + 3HX

Solo el oxoácido de flúor es ácido hipofluoroso. Debido a la falta de orbitales d en el átomo de flúor, no se conoce ningún oxoácido superior del flúor. Solo el ácido cloroso está incluido en los ácidos halosos. El estado de oxidación del cloro en ácido cloroso es +3. Debido a la existencia de dos pares solitarios en el núcleo del átomo de cloro, el ion clorito muestra una forma de V. El ácido clórico, el ácido brómico y el ácido yódico son ejemplos de ácidos halicos. En estos oxoácidos, el halógeno tiene un estado de oxidación de +5. Debido a la presencia de un par solitario de electrones en el átomo de halógeno central, los iones de halita tienen una estructura piramidal.

El ácido perclórico, el ácido perbrómico y el ácido peryódico son ejemplos de ácidos perhálicos. El estado de oxidación de los halógenos de estos oxoácidos es +7. El ion perhalato tiene una estructura tetraédrica. El primer miembro de cualquier secuencia de oxoácidos halógenos tiene una alta fuerza ácida. Esto se debe a que los halógenos tienen una fuerte electronegatividad y son de tamaño pequeño.

El ácido perclórico, por ejemplo, tiene una alta fuerza ácida entre los ácidos perhálicos. Debido a que el cloro es más electronegativo que el bromo o el yodo, el par de electrones compartidos en un enlace Cl-O está más cerca del cloro que el bromo en un enlace Br-O o el yodo en un enlace IO. Como resultado, en el caso del ácido perclórico, el enlace OH se vuelve sustancialmente más débil, lo que permite la fácil liberación de un protón. La fuerza ácida de un oxoácido crece a medida que aumenta el número de oxidación del halógeno.

Compuestos Interhalogenados

Los compuestos interhalógenos son aquellos que resultan de la reacción de dos halógenos distintos. Tienen composiciones generales de XX′, XX ₃ ′, XX ₅ ′ y XX ₇ ′, donde X es un halógeno más grande y X′ es un halógeno más pequeño, y X es más electropositivo que X′. A medida que crece la relación de los radios de X y X′, también lo hace el número de átomos por molécula.

Problemas de muestra

Pregunta 1: ¿Cuáles son los usos del halógeno?

Responder:

Las siguientes son algunas de las aplicaciones más frecuentes de los halógenos:

1. Los compuestos de flúor se encuentran comúnmente en la pasta de dientes y en los suministros de agua potable. El flúor es un fármaco muy importante porque reacciona fuertemente con el esmalte dental y retrasa la aparición de caries.
2. El cloro es ampliamente utilizado en el proceso de blanqueo. También se utiliza en la metalurgia del oro y el platino.
3. El cloro es un químico que se utiliza para purificar el agua potable.
4. El yodo es un antiséptico y un buen germicida.

Pregunta 2: ¿Qué son los compuestos interhalógenos?

Responder:

Cuando los halógenos reaccionan entre sí, se crean compuestos interhalógenos. Sus características y comportamientos están a medio camino entre los de los halógenos de dos padres. Sin embargo, algunas características pueden diferir. Excepto IF ₇ , todos los interhalógenos se pueden crear mezclando halógenos puros en condiciones específicas.

Pregunta 3: ¿Cuáles son los estados de oxidación que exhiben los halógenos?

Responder:

Todos los elementos de la familia de los halógenos tienen un estado de oxidación -1. El flúor, el elemento más electronegativo, tiene solo un estado de oxidación -1. Los elementos con estados +1, +3, +5 y +7 incluyen cloro, bromo y yodo.

Pregunta 4: ¿Cómo reaccionan los halógenos con el oxígeno?

Responder:

Cuando los halógenos reaccionan con el oxígeno, se generan rusts. Sin embargo, se ha descubierto que los rusts son inestables. Además de los rusts, los halógenos forman una gama de oxoácidos y oxoaniones de halógeno.

Pregunta 5: ¿Los halógenos son buenos agentes oxidantes?

Responder:

Los halógenos son todos excelentes oxidantes. El flúor es el oxidante más potente de la lista. Es capaz de convertir todas las partículas de haluro en halógeno.