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ANIONES MONOATÓMICOS
La Química Descriptiva de los elementos
trata de su comportamiento como átomos,
iones
o
moléculas,
en
diferentes
condiciones de temperatura, presión y
medio ambiente
Los
aniones
monoatómicos
(AM),
partículas cargadas negativamente, tienen
en común muchas propiedades químicas y
físicas, debido principalmente a que todos
los AM presentan la estructura electrónica
simétrica de un átomo de gas noble.
Sin embargo, presentan diferencias de
comportamiento debido a las diferencias
en otras carcaterísticas fundamentales,
tales como tamaño y carga iónica.
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ANIONES MONOATÓMICOS
Formación
Los AM se forman por reducción de los no metales
La reducción está en términos de:
• Afinidad electrónica, energía desprendida ó
absorbida en el proceso
• Electronegatividad, cantidad empírica que
representa la tendencia relativa
de las partículas a atraer electrones
X(g) + e-  X-(g)
• Potencial de reducción normal, describe un proceso
que se presenta en solución acuosa y en que
intervienen en el cambio total de energía, tanto el calor
de hidratación del anión y otras energías, como la
afinidad elctrónica
½ X2(g) + e-  X-(ac)
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ANIONES MONOATÓMICOS
Propiedades
Las propiedades de los AM se pueden correlacionar
considerando:
• Tamaño
• Carga
• Electronegatividad
• Polarizabilidad
Las propiedades anteriores están relacionadas entre sí,
ya
que
tanto
la
polarizabilidad
como
la
electronegatividad dependen del tamaño del ion y, a su
vez, el tamaño depende, en parte, de la carga iónica
3
H2.08
C42.60
N31.71
O21.35
F1.34
Si42.71
P32.12
S21.84
Cl1.80
As32.22
Se21.98
Br1.90
Sb32.45
Te22.21
I2.16
Radios iónicos cristalinos ( en Å)
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ANIONES MONOATÓMICOS
Propiedades
Para los iones que tienen una estructura electrónica
común, se observa un aumento en el radio iónico al
aumentar la carga iónica negativa, sin embargo y por
ejemplo, el tamaño relativamente grande del ion
hidruro, con una relación entre electrones y protones de
2 a 1, ilustra el efecto de la falta de equilibrio entre las
cargas sobre el tamaño iónico
La polarizabilidad de un ion es una medida de la
facilidad con la cual se puede distorsionar su nube
electrónica bajo la influencia de un campo eléctrico
+
-
+
NO POLARIZADO
d-
d+
POLARIZADO
Polarización de un anión
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ANIONES MONOATÓMICOS
Propiedades
• Para los AM, esta propiedad
proporcional al volumen iónico
es
directamente
Durante el proceso de polarización:
• No se crea una nueva carga
• El grado de polarización, depende del campo eléctrico
aplicado, de los cationes presentes; mientras más
pequeño sea el catión y más grande sea su carga,
mayor será su fuerza de polarización
Una vez polarizado:
• El centro de la carga negativa de un anión no
coincide con el centro de carga positiva del mismo
• La nube electrónica se distorsiona hacia el catión y el
núcleo se distorsiona en la dirección opuesta
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ANIONES MONOATÓMICOS
Soluciónes acuosas
Solo 7 aniones monoatómicos pueden existir en
solución acuosa
Los otros iones separan los protones del agua
formando uno o más enlaces covalentes con ellos, y
dejando al ion oxhidrilo de agua, según la Ec. General:
An- + nH2O  AHn + nOHAplicando el concepto ácido-base de Brönsted-Lowry,
se concluye que estos iones que reaccionan frente al
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agua son bases más fuertes que el ion oxhidrilo
ANIONES MONOATÓMICOS
Soluciones acuosas
En solución ácida también se
debe considerar la
reactividad de estos iones
frente al ion hidronio H3O+
Las reacciones de los AM con
agua y con el ion hidronio son
funciones
del
acomodo
periódico de los no metales
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•La parte de los no metales de la
tabla periódica, está dividida de
acuerdo con los 3 tipos de
comportamiento de los aniones
monoatómicos
Período
1
2
H
B
C
N
O
F
3
Si
P
S
Cl
4
Ge
As
Se
Br
Sb
Te
I
5
Tipo 1
Tipo 3
Tipo 2
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ANIONES MONOATÓMICOS
• Cuyas reacciones son:
1. Atacan al agua quitándole un protón; no
pueden existir en concentración medible
en solución acuosa
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ANIONES MONOATÓMICOS
Soluciónes acuosas
2. No reaccionan apreciablemente con el
agua en solución básica, pero atacan al
ion hidronio por eliminación de
protones; en soluciones básicas existen
como iones libres, y en soluciones
ácidas casi totalmente como ácidos no
disociados
S2- + H2O =
S2- +
X
H3O+ = HS- + H2O
HS- + H3O+ = H2S + H2O
3. No
reaccionan notablemente con el
agua o con el ion hidronio
Cl- + H2O =
Cl- +
H 3 O+ = X
X
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ANIONES MONOATÓMICOS
Fuerza de los ácidos formados por AM
La fuerza de un ácido protónico se mide
según el grado hasta el cual la reacción
HnA + H2O  H3O+ + Hn-1Ase lleva a cabo hacia la derecha o según
la facilidad con la cual se transfiere un
protón hacia el agua
La facilidad con la cual las moléculas del
tipo HnA pierden sus protones es
directamente proporcinal a dos factores:
• El carácter iónico del enlace H – A
• El tamaño del no metal A
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ANIONES MONOATÓMICOS
Fuerza de los ácidos formados por AM
Como medida del tamaño se deben usar los
radios covalentes en lugar de los iónicos,
ya que se trata de moléculas HnA.
En una serie horizontal dentro de un
periódo, en donde las diferencias entre los
radios covalentes son pequeñas, el factor
predominante es la electronegatividad.
Radios Covalentes (Å)
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ANIONES MONOATÓMICOS
Preparación de los AM
Si los AM representan los estados de oxidación mínimos
de sus respectivos elementos, se pueden preparar por
reducción de los elementos a partir de su estado libre o
de algún estado de oxidación positivo.
Se usa comúnmente la reacción de combinación de un
metal y un no metal
Metales activos como agentes reductores frente a todos
los no metales:
• Grupo alcalino (1)
• Grupo alcalinotérreo (2)
(1)
(2)
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ANIONES MONOATÓMICOS
Preparación de los AM
Ejemplos:
Todas las reacciones citadas son exotérmicas.
Formación de óxidos y peróxidos
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ANIONES MONOATÓMICOS
Preparación de los ácidos de los AM
Para los AM de fórmula general HnA, se tienen los
siguientes métodos de preparación:
1. Combinación directa del hidrógeno gaseoso con el
elemento no metálico
nH2
+ 2A (ó A2)  2 HnA
2. Reacción del anión de una sal con alguna fuente de
protones
+
nH
+ An-  HnA
Método 1.
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ANIONES MONOATÓMICOS
Preparación de los ácidos de los AM
Método 2.
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ANIONES MONOATÓMICOS
Oxidación de los AM
Los aniones monoatómicos se pueden oxidar a
elementos libres o, en algunos casos, a estados de
oxidación positivos.
Como se señaló, sólo el cloruro, el bromuro y el yoduro
existen como iones libres en soluciones acuosas
ácidas; en este medio los otros aniones se hidrolizan a
los correspondientes hidruros.
En el caso de los no metales muy activos, flúor, cloro y
oxígeno, la oxidación electrolítica sirve efectivamente
para la obtención de los elementos a partir de los
aniones y sus hidruros.
- Obtención de flúor
- Obtención de cloro
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