INTRODUCCIÓN........................................................................................................... 11
1. CARACTERES GENERALES Y TIPOS DE COMPUESTOS
DE LOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS...................................................... 13
1.1. El hidrógeno.................................................................................................. 14
1.2. Grupo 18. He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn. Los gases nobles.................................. 16
1.3. Grupo 17. F, Cl, Br, I y At. Los halógenos (X)............................................. 17
1.4. Grupo 16. O, S, Se, Te y Po (los calcógenos) ............................................... 21
1.4.1. Los elementos.................................................................................. 21
1.4.2. Los compuestos............................................................................... 23
1.4.3. Los estados de oxidación................................................................. 27
1.5. Grupo 15. N, P, As, Sb, Bi (los pnictógenos)................................................ 30
1.5.1. Los elementos.................................................................................. 31
1.5.2. Los compuestos............................................................................... 32
1.5.3. Los estados de oxidación................................................................. 36
1.6. Grupo 14. C, Si, Ge, Sn y Pb ........................................................................ 39
1.6.1. Los elementos.................................................................................. 39
1.6.2. Los compuestos............................................................................... 41
1.6.3. Los estados de oxidación................................................................. 44
1.6.4. Los silicatos (introducción)............................................................. 45
1.7. Grupo 13. B, Al, Ga, In y Tl.......................................................................... 47
1.7.1. El boro ............................................................................................. 48
1.7.2. Al, Ga, In y Tl.................................................................................. 52
1.8. Grupo 12. Zn, Cd y Hg.................................................................................. 56
1.9. Grupos 2 (Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra) y 1 (Li, Na, K, Rb y Cs)...................... 58
1.10. El carácter químico de los elementos............................................................ 59
1.11. La regla de la diagonal .................................................................................. 62
Índice
6 Química inorgánica. Vol. I. Elementos representativos
2. COMBINACIONES BINARIAS DE HIDRÓGENO ............................................. 63
2.1. Las combinaciones binarias de hidrógeno .................................................... 63
2.2. Estabilidad térmica........................................................................................ 65
2.3. Reactividad general de las combinaciones de hidrógeno.............................. 68
2.4. Reacciones de adición................................................................................... 69
2.5. Reacciones de transferencia de protones....................................................... 71
2.5.1. Autoionización y medios superácidos............................................. 73
2.6. Reacciones de eliminación de hidrógeno...................................................... 75
2.7. Reacciones con oxígeno................................................................................ 78
2.7.1. Comparación con el azufre.............................................................. 80
2.8. Reacciones con los halógenos....................................................................... 81
2.8.1. Reacción de los halógenos con agua ............................................... 82
2.8.2. Reacción de los halógenos con los HX en agua.............................. 84
2.8.3. Reacción de los halógenos con peróxido de hidrógeno .................. 84
2.8.4. Reacción de los halógenos con amoniaco ....................................... 84
2.9. Reducción con elementos.............................................................................. 85
2.9.1. Reacción de los elementos con halogenuros de hidrógeno ............. 86
2.9.2. Reacción de los elementos con agua ............................................... 87
2.9.3. Reacción de los elementos con amoniaco ....................................... 88
2.10.Reacciones de formación de compuestos con hidrógeno.............................. 89
2.10.1. Reacción de los elementos con hidrógeno ...................................... 89
2.10.2. Protonación de combinaciones binarias .......................................... 92
2.10.3. Intercambio H/X.............................................................................. 94
2.10.4. Otras reacciones de formación de elementanos........................... 95
3. HALOGENUROS Y PSEUDOHALOGENUROS ................................................. 97
3.1. Los halogenuros, estructura y enlace ............................................................ 97
3.2. Estabilidad térmica........................................................................................ 98
3.3. Reactividad general de los halogenuros........................................................ 100
3.4. Reacciones entre halogenuros....................................................................... 101
3.4.1. Uno de los halogenuros es iónico.................................................... 101
3.4.2. Reacciones entre halogenuros covalentes ....................................... 103
3.5. Reacciones de halogenuros con compuestos próticos................................... 105
3.5.1. Reacción de halogenuros con agua ................................................. 106
3.5.2. Reacción de halogenuros con amoniaco ......................................... 110
3.6. Reacciones de oxidación y reducción ........................................................... 111
3.6.1. Reducción de halogenuros............................................................... 112
3.6.2. Oxidación de halogenuros ............................................................... 115
3.7. Reacciones de formación de halogenuros..................................................... 116
3.7.1. Reacción de los elementos con los halógenos................................. 117
3.7.2. Otras reacciones de obtención de halogenuros................................ 119
3.7.3. Deshidratación de halogenuros hidratados...................................... 124
3.7.4. Síntesis de fluoruros (agentes de fluoración) .................................. 124
3.8. Pseudohalogenuros........................................................................................ 125
3.8.1. Reactividad de pseudohalogenuros ................................................. 127
3.8.2. Síntesis de pseudohalogenuros........................................................ 128
4. ÓXIDOS .................................................................................................................. 131
4.1. Los óxidos de los elementos ......................................................................... 131
4.1.1. Estructura y enlace .......................................................................... 132
4.2. Estabilidad de los óxidos............................................................................... 132
4.3. Reactividad general de los óxidos ................................................................ 135
4.4. Reacciones ácido-base en agua ..................................................................... 136
4.4.1. Carácter ácido/base de los óxidos en la tabla periódica .................. 140
4.5. Reacciones de los óxidos como ácidos de Lewis.......................................... 145
4.6. Reacciones ácido-base entre óxidos.............................................................. 147
4.7. Reacciones de oxidación y reducción de óxidos........................................... 149
4.7.1. Oxidación de óxidos........................................................................ 152
4.7.2. Reducción de óxidos ....................................................................... 153
4.8. Reacciones de preparación de óxidos ........................................................... 158
4.8.1. Reacciones de los elementos con oxígeno ...................................... 159
4.8.2. Otras reacciones de preparación de óxidos ..................................... 162
4.9. Oxohalogenuros ............................................................................................ 165
4.9.1. Estabilidad térmica de los oxohalogenuros ..................................... 166
4.9.2. Reactividad general de oxohalogenuros.......................................... 166
4.9.3. Reacciones de formación de oxohalogenuros ................................. 167
5. HIDROXICOMPUESTOS ...................................................................................... 169
5.1. Hidróxidos y óxidos hidratados .................................................................... 170
5.1.1. Comportamiento frente al calor....................................................... 170
5.1.2. Reacciones con agua, ácidos y bases............................................... 171
5.1.3. Reacciones de obtención de hidróxidos y óxidos hidratados .......... 172
5.2. Homohidroxiácidos....................................................................................... 173
5.2.1. Estabilidad y deshidratación............................................................ 174
5.2.2. Reacción con agua, ácidos y bases.................................................. 175
5.2.3. Reacciones de formación de los homohidroxiácidos ...................... 176
5.3. Oxoácidos...................................................................................................... 177
5.3.1. Estabilidad ....................................................................................... 177
5.3.2. Deshidratación................................................................................. 178
5.4. Reactividad de los oxoácidos........................................................................ 180
5.4.1. Acidez protónica.............................................................................. 180
5.4.2. Carácter redox de los oxoácidos...................................................... 183
5.4.3. Reacciones de los elementos con los oxoácidos ............................. 185
Índice 7
8 Química inorgánica. Vol. I. Elementos representativos
5.4.4. Reacciones con peróxido de hidrógeno........................................... 187
5.5. Reacciones de formación de oxoácidos ....................................................... 188
5.5.1. Obtención del ácido sulfúrico.......................................................... 190
5.5.2. Obtención del ácido nítrico ............................................................. 191
Selección de ácidos inorgánicos............................................................................ 193
6. OXOSALES............................................................................................................ 197
6.1. Aspectos estructurales y de enlace................................................................ 197
6.2. Estabilidad térmica........................................................................................ 198
6.2.1. Deshidratación de sales hidratadas.................................................. 199
6.2.2. Condensación de hidrogenoxosales................................................. 200
6.2.3. Reacciones de descomposición ....................................................... 201
6.2.4. Descomposición de sales amónicas................................................. 205
6.3. Reactividad general de las oxosales.............................................................. 205
6.4. Reacciones de adición o desplazamiento de óxidos...................................... 206
6.5. Comportamiento frente al agua..................................................................... 208
6.5.1. Hidrólisis de los oxoaniones............................................................ 209
6.5.2. Química acuosa de los cationes....................................................... 210
6.5.3. Hidrólisis de las oxosales................................................................ 213
6.6. Reacciones de oxosales con ácidos............................................................... 214
6.7. Oxidación y reducción de oxosales............................................................... 215
6.7.1. Reacciones de oxosales con los elementos...................................... 217
6.8. Reacciones de formación de oxosales........................................................... 218
6.8.1. Obtención de oxosales de los halógenos......................................... 218
6.8.2. Obtención de oxosales de azufre ..................................................... 220
6.8.3. Obtención de nitratos y nitritos....................................................... 221
6.8.4. Obtención de oxosales de fósforo ................................................... 223
6.8.5. Obtención de carbonatos y percarbonatos....................................... 223
7. COMBINACIONES BINARIAS ........................................................................... 225
7.1. Sulfuros......................................................................................................... 226
7.1.1. Estabilidad térmica y reacción con oxígeno.................................... 227
7.1.2. Reacción con agua y con ácidos protónicos.................................... 228
7.1.3. Otras reacciones de los sulfuros ..................................................... 229
7.1.4. Reacciones de formación de sulfuros.............................................. 231
7.2. Nitruros ......................................................................................................... 233
7.2.1. Estabilidad térmica y frente al oxígeno........................................... 233
7.2.2. Reactividad frente al agua y los ácidos........................................... 234
7.2.3. Otras reacciones de nitruros............................................................ 235
7.2.4. Reacciones de formación de nitruros .............................................. 235
7.3. Carburos........................................................................................................ 237
7.3.1. Estabilidad térmica y frente al oxígeno........................................... 238
7.3.2. Reacciones con agua y con ácidos .................................................. 239
7.3.3. Reacciones de formación de carburos ............................................. 240
7.4. Siliciuros ....................................................................................................... 240
7.5. Boruros.......................................................................................................... 241
8. OBTENCIÓN DE LOS ELEMENTOS.................................................................. 243
8.1. Estado natural de los elementos .................................................................... 244
8.2. Reacciones generales de obtención de los elementos ................................... 244
8.3. Obtención del hidrógeno............................................................................... 245
8.4. Obtención de los halógenos .......................................................................... 247
8.4.1. Obtención de flúor........................................................................... 248
8.4.2. Obtención de cloro .......................................................................... 249
8.4.3. Obtención de bromo y iodo ............................................................. 250
8.5. Obtención de los elementos del grupo 16 ..................................................... 250
8.6. Obtención de los elementos del grupo 15 ..................................................... 254
8.7. Obtención de los elementos del grupo 14 ..................................................... 256
8.8. Obtención de los elementos del grupo 13 ..................................................... 258
8.9. Obtención de zinc, cadmio y mercurio ......................................................... 260
8.10. Obtención de los elementos del grupo 2 ....................................................... 261
8.11. Obtención de los elementos del grupo 1 ....................................................... 262
APÉNDICE 1. Valencias de los elementos .................................................................. 263
APÉNDICE 2. Estructuras sólidas representativas ...................................................... 269
APÉNDICE 3. Datos de los elementos ........................................................................ 277
BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................... 299
ELEMENTOS .............................................................................................................. 301
TABLA PERIÓDICA................................................................................................... 302