Halogenos

Isomería de ionización.

Los dos compuestos de coordinación cuyas fórmulas se muestran a continuación tienen el mismo ion central (Cr3+), y cinco de los seis ligandos (moléculas NH3) son los mismos. La diferencia entre estos compuestos es que uno tiene el ion SO42- como sexto ligando, con un ion Cl- para neutralizar la carga del ion complejo; el otro tienen el ion Cl- como sexto ligando y el SO42- para neutralizar la carga del ion complejo.

[CrSO4(NH3)5]Cl [CrCl(NH3)5]SO4

Isomería de coordinación.

Una situación semejante a la que se acaba de describir puede surgir cuando un compuesto de coordinación está formado por cationes y aniones complejos. Los ligandos pueden distribuirse de forma diferente entre los dos iones complejos, como el NH3 y CN- en estos dos compuestos.

[Co(NH3)6][Cr(CN)6] [Cr(NH3)6][Co(CN)6]

Isomería de enlace

Algunos ligandos pueden unirse de diferentes formas al ion metálico central de un ion complejo. Por ejemplo, el ion nitrito, un ligando monodentado tiene pares de electrones disponibles para la coordinación procedentes de los átomos de N y de O (ver figura 5)

La fórmula del complejo no se ve afectada porque la unión de este ligando sea a través del átomo de N o de O. Sin embargo, las propiedades del ion complejo pueden verse afectadas. Cuando la unión se produce a través del átomo de N, el ligando se nombra como nitro. Si la coordinación se produce a través del átomo de O se forma un complejo nitrito.

[CoCl(NO2)(NH3)4]+ [CoCl(ONO)(NH3)4]+

Isomería geométrica

La isomería geométrica deriva de las distintas posibilidades de disposición de los ligandos en torno al ion central. Se presenta en compuestos de NC = 4, en geometría plano-cuadrada, y en compuestos de NC = 6, en geometría octaédrica.

Para complejos de fórmula general MX2L2, sólo existe un isómero si su geometría es tetraédrica, pero si fuera plano cuadradra, entonces podrían darse dos isómeros, los dos iones Cl- pueden estar situados en el mismo lado del cuadrado (cis) o en vértices opuestos, en oposición uno respecto del otro (trans) Para distinguir claramente estas dos posibilidades, debemos dibujar la estructura o indicar el nombre apropiado. Las fórmulas por sí solas no las distinguen. Los dos posibles isómeros son isómeros geométricos (figura 6)

Figura 6. Isomería cis y trans en complejos [PtCl2(NH3)2]

Para complejos octaédricos de composición MA4B2 existen dos isómeros que recuerdan a los que se observan en geometría plano-cuadrada. Los dos ligandos B pueden situarse en posiciones contiguas dando lugar al isómero cis- MA4B2 o se pueden situar en posiciones diametralmente opuestas, resultando el isómero trans-MA4B2, como se muestra en la Figura 7.

Figura 7. Isomería geométrica en MA4B2.

Cuando los complejos octaédricos están constituidos por dos grupos de tres ligandos, MA3B3, se obtiene otro tipo de isomería geométrica. Existen dos formas de disponer los ligandos en un complejo MA3B3. En uno de los isómeros los tres ligandos A se encuentran la misma cara del octaedro. Llamaremos a esta disposición isómero fac (facial) En la otra disposición, los tres ligandos A se encuentran alrededor de un perímetro o meridiano del octaedro. Este es el isómero denominado mer (meridional).

Figura 8. Isomería geométrica en MA3B3.

La isomería óptica

Un complejo quiral es aquel cuya geometría no es superponible con la de su imagen especular. Dos complejos quirales, cada uno de los cuales es la imagen especular del otro se conocen como isómeros ópticos. Los dos isómeros ópticos forman un par de enantiómeros. Los isómeros ópticos se denominan así porque son ópticamente activos, es decir, un enantiómero gira el plano de la luz polarizada en una dirección y el otro rota dicho plano el mismo ángulo pero en dirección contraria.

Figura 9. (a) y (b) Isómeros ópticos de cis-CoCl2(en)2 . (c) trans-CoCl2(en)2

Los complejos de geometría tetraédrica presentan isómeros ópticos si los cuatro ligandos unidos al átomo metálico central son diferentes. Pero la isomería óptica se observa también en aquellos complejos de geometría octaédrica que poseen ligandos bidentados o quelatantes. Un buen ejemplo es el catión [CoCl2(en)2]2+. Este complejo posee dos isómeros geométricos, el cis y el trans, que exhiben colores diferentes: uno de ellos es violeta y el otro es verde. Como puede observarse en la Figura 9, el isómero cis no puede superimponerse sobre su imagen especular: son dos enantiómeros. Por el contrario, el isómero trans presenta un plano de simetría que hace que las imágenes especulares sean idénticas, por lo que no presenta actividad óptica. De forma general, un compuesto de coordinación presentará quiralidad cuando no posea ningún plano de simetría o centro de inversión.

Los complejos del tipo [M(quelato]3] también existen como enantiómeros. Es el caso de los complejos [Cr(en)3]2+, [Co(en)3]2+ , etc.

Tipos de formulas

Las fórmulas químicas, se usan para poder expresar la composición molecular, y compuestos no sólo de los elementos sino también de la proporción en la que se encuentran y combinan los átomos, mediante símbolos químicos.

Las fórmulas de los compuestos, pueden expresarse de diversas formas, de forma empírica, molecular, desarrollada, semidesarrollada, estructural, etc., cada una de las cuales, puede proporcionarnos distintos tipos de información sobre el compuesto en cuestión.

Fórmula empírica:

Las fórmulas empíricas son las fórmulas químicas más sencillas, incluso a veces, es conocida como, fórmula mínima. En ellas los subíndices indican la proporción de los átomos de cada elemento de dicha molécula, estando éstos subíndices simplificados a números enteros, siempre lo más pequeños posibles, por ejemplo, en el caso del CH3, el subíndice nos indica que en la molécula se encuentran presentes tres hidrógenos y un carbono.

En cambio, no siempre indica el número real de átomos de una molécula, pues por ejemplo en el caso del peroxido de hidrogeno, la fórmula empírica es HO, pero realmente se sabe que esta fórmula es así fruto de un convenio de nomenclatura, pues realmente la fórmula debería ser H2O2, indicándonos que el peróxido se encuentra formado por dos oxígenos, y dos hidrógenos, pero en cambio, ambos subíndices, se simplifican al ser iguales, pudiéndonos dar una idea errónea de su composición.

Existen compuestos, que únicamente pueden representarse mediante fórmulas empíricas, debido a que están compuestos por redes de iones, como por ejemplo, el cloruro de sodio, también conocido como sal común, cuya fórmula es NaCl, indicándonos que por cada ión de sodio, hay un ión de cloro.

Fórmula molecular:

Las fórmulas moleculares, se suele decir que son las verdaderas fórmulas de las moléculas, coincidiendo en muchos casos, con la fórmula empírica, en caso como el amoníaco, o el CO2.

Las fórmulas moleculares, indican exactamente la cantidad de átomos reales de cada elemento presente en las moléculas, en la unidad que sea más pequeña para la sustancia, por ejemplo, H2, H2O, O2, omitiéndose el subíndice 1, en el caso de encontrarse presente.

Fórmula semidesarrollada:

A este tipo de fórmulas se las suele conocer también con el nombre de condensadas, y solamente constan de los átomos que se encuentran unidos a cada carbono y los enlaces carbono-carbono, ya sean simples, dobles o triples, no indicándose los enlaces carbono-hidrogeno.

Este tipo de fórmula química, es quizás la más utilizada, a pesar de que no permite observar la geometría real que poseen las moléculas.

La fórmula semidesarrollada, no es otra cosa que la simplificación de la fórmula desarrollada.

Por ejemplo: CH3-CH3, etano (C2H6).

Las fórmulas semidesarrolladas, se utilizan mayormente en la química orgánica, pero también tiene un uso en la química inorgánica, como por ejemplo, el ácido fosfórico, H3PO4.

Fórmula estructural:

Este tipo de fórmulas consisten en la representación gráfica de la estructura de la molécula, que indica como es la ordenación y distribución espacial de los átomos, mostrándose los enlaces químicos del interior de la molécula. De ésta manera, la fórmula estructural, nos da más información que las fórmulas moleculares o desarrolladas.

Las fórmulas estructurales son muy usadas por los químicos, para representar las reacciones químicas, o las síntesis, pues éstas, permiten ver los cambios que se van produciendo de una manera más sencilla.

Función química

Entonces, se llama función química a las propiedades comunes que caracterizan a un grupo de sustancias que tienen estructura semejante; es decir, que poseen un determinado grupo funcional.

Existen funciones en la química inorgánica y en la química orgánica y para comprender el término función podemos hacer una analogía con el concepto de familia.

En una familia hay rasgos característicos que identifican a sus miembros, de la misma manera se podría afirmar que en las sustancias, tanto orgánicas como inorgánicas, existen agrupaciones de átomos, o grupo funcional, que debido a sus características comunes poseen un comportamiento típico.

Si nos referimos a las funciones en química inorgánica, se pueden distinguir cinco grandes familias, las cuales poseen ramificaciones filiales y que se organizan de la siguiente manera:

1.- Óxidos: (Ácidos, Básicos, Neutros, Peròxidos y Superóxidos).

2.- Hidróxidos.

3.- Ácidos: (Hidrácidos y Oxácidos).

4.- Sales: (Haloideas y Oxisales (Neutras, Ácidas, Básicas y Dobles)).

5.- Hidruros: Metálicos y no Metálicos.

En tanto las funciones de la química orgánica son muchas más, destacándose entre todas la función hidrocarburo, porque de ella se desprenden todas las demás.

En química orgánica, dependiendo de si el grupo funcional característico posee átomos de oxígeno, de nitrógeno o es algún halógeno, la función química será oxigenada, nitrogenada o halogenada.

Las funciones químicas más importantes son:

Oxigenadas Nitrogenadas Halogenadas

Alcoholes Aminas Derivados halogenados

Éteres Amidas

Aldehídos Nitrilos

Cetonas

Acido carboxílico

Esteres

• Compuestos alegenados

• Concepto

• Tipo

Los halógenos son un grupo de elementos que se encuentran ubicados en grupo 17 de la tabla periódica. El grupo se encuentra formado por los elementos flúor, cloro, bromo, yodo y astato. También son conocidos como formadores de sales.

Los halógenos en estado natural se encuentran siempre como una molécula diatómica, que necesitan un electrón, por lo cual presentan una gran tendencia a combinarse y formar un ion negativo, conocido como haluro.

Los compuestos halogenados son compuestos ya sean sintéticos o naturales, que en su composición participa algún elemento halógeno. Si los halógenos se unen con elementos metálicos, forman sales halogenadas, como por ejemplo, los cloruros, yoduros, fluoruros, y bromuros. También se combinan con el hidrógeno formando ácidos, y con el oxígeno más un elemento metálico.

Los halógenos tienen la propiedad de poder formar, cuando se combinan con el sodio, sales parecidas a la sal común.

Todos los elementos del grupo 17 poseen valencia -1, combinándose con metales, consiguiendo la formación de halogenuros (o haluros), y también con metales y no metales formando iones de tipo complejo. Los primeros cuatro elementos del grupo de los halógenos, se combinan fácilmente con los hidrocarburos, dando los compuestos que se conocen como halogenuros de alquilo.

Haluros:

Son compuestos binarios formados por un halógeno y un elemento menos electronegativo. Dependiendo que halógeno sea, los haluros podrán ser fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro:

Fluoruros:

Son sales derivadas del ácido fluorhídrico (HF). Todos los fluoruros son compuestos sin color generalmente, siendo solubles en agua en el caso de estar formados por metales alcalinos, y poco solubles en el caso de encontrarse formados por elementos alcalinotérreos. Estos se encuentran presentes en minerales, como es el caso de la fluorita.

Estos compuestos suelen utilizarse en la higiene buco dental, donde gracias a que el flúor cambia grupos hidróxido del esmalte de los dientes, hace que éstos sean más resistentes contra las caries. Los fluoruros suelen encontrarse presentes en pastas de dientes.

Cloruros:

Los cloruros son compuestos que en su composición tienes cloro en su estado de oxidación más bajo, es decir -1. En el caso de los cloruros orgánicos, el cloro se encuentra unido al carbono de manera directa, pudiendo ser sustituido el cloro fácilmente por otros elementos debido a la fuerte diferencia de electronegatividad entre los átomos que conforman el compuesto. Dichas sustituciones se conocen con el nombre de sustituciones nucleofílicas. En el caso de los cloruros inorgánicos, son compuestos que contienen un anión Cl^-1 en su composición por lo cual se dice que proceden del ácido clorhídrico (HCl).

En general suelen ser bastante solubles en agua, con algunas excepciones.

El cloruro más famoso es sin duda la sal presente en el agua de mar, siendo los mares y océanos fuentes inagotables de cloruros.

Bromuros:

Son compuestos con presencia del átomo de bromo con estado de oxidación -1. Estas sales del ácido bromhídrico pueden formar compuestos de tipo iónico o covalente.

Al igual que los cloruros, los bromuros los encontramos como sales formando parte del agua de mar, de ahí que los alimentos de origen marino contengan por lo general altas concentraciones de dichas sales. Es por ello que la concentración de bromuros en el cuerpo viene influenciada por una dieta más o menos rica en la ingesta de pescado.

Los bromuros se utilizaron como sedante en siglos pasados, pero aún hoy en día los bromuros son útiles en la medicina, aunque más aún en la medicina veterinaria, pues son también bastante tóxicos y sus características en humanos hace que las dosis empleadas sean difíciles de ajustar, pudiendo provocar males mayores.

Yoduros:

Son compuestos binarios constituidos por el Yodo y otro elemento, el cual suele ser un metal. Son sales del ácido yodhídrico.

Ejemplos:

USOS DE FLUOR

El flúor es un gas reactivo e incoloro formado por moléculas de F2. La mayoria de la producción se destina a la formación del UF6, sólido volátil usado en el procesamiento de combustible nuclear. El resto se emplea básicamente en la producción de SF6 para equipos eléctricos y para producir hidrogenocarburos fluorados, tales como el teflón y el freón.

USOS DEL CLORO

El cloro se utiliza en un gran número de procesos industriales, como la fabricación de plásticos, disolventes y pesticidas. También se usa en el blanqueo del papel y en las industrias textiles como desinfectante en el tratamiento de aguas.

EL YODO: HALOGENOS EN LOS ALIMENTOS

El yodo es un elemento crucial para los organismos vivos, donde se encuentra en forma de trazas; la deficiencia de yodo en los seres humanos conduce a una hinchazón de la glándula tiroides en el cuello. Para prevenir esta deficiencia se añaden yoduros a la sal (sal yodada).

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