Propiedades y tendencias de los compuestos de elementos del bloque S y P - Sesión 1

Sabemos que la solubilidad es la capacidad de un compuesto ya sea en fase sólida, líquida o gaseosa de disolverse en un disolvente determinado. Las sales formadas por elementos del bloque s son mayoritariamente solubles en agua. Esto se debe a las altas características electropositivas de los elementos del bloque s. Cuando estas sales se disuelven en agua, se ionizan en iones individuales. Luego estos iones están rodeados de moléculas de agua. El rodear los iones con moléculas de agua se llama hidratación. La energía liberada durante este proceso se llama energía de hidratación. El cambio de entalpía cuando se forma un cristal iónico a partir de sus iones se llama entalpía reticular.

Sabemos que cuando un ácido se combina con una base, forma sal y agua. Si la entalpía de hidratación es mayor que la entalpía reticular de una sal, entonces es soluble en agua. Por ejemplo, las sales de cloruro formadas por elementos del bloque s son cloruro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de berilio, cloruro de magnesio, cloruro de calcio, cloruro de estroncio y cloruro de bario. Algunas de estas sales son solubles en agua. Pero el grado de solubilidad de estas sales varía.

Por ejemplo, el cloruro de sodio es más soluble en agua en comparación con el cloruro de potasio. Esto se debe al menor tamaño del ion sodio en comparación con el ion potasio. La energía de hidratación del ion sodio también es mayor que la del ion potasio. La solubilidad de las sales de cloruro de los metales alcalinotérreos disminuye hacia abajo en el grupo desde el berilio hasta el bario.

El cloruro de berilio es más soluble en agua en comparación con el cloruro de bario. Esto se debe al gran tamaño del ion bario en comparación con el ion berilio. Además, la energía de hidratación del ion berilio es mayor que la del ion bario. Aquí se ilustra el orden decreciente de solubilidad de los cloruros de metales alcalinotérreos.

De manera similar, la solubilidad de las sales de yoduro y de las sales de bromuro de los metales alcalinotérreos disminuye hacia abajo en el grupo. El bromuro de sodio es más soluble en agua en comparación con el bromuro de potasio. ¿Cuál será más soluble en agua? ¿Yoduro de sodio o yoduro de potasio? Ahora analicemos la solubilidad de las sales de sulfato de los elementos del bloque s. La solubilidad de las sales de sulfato de los elementos del bloque s también disminuye de arriba hacia abajo en un grupo.

Por ejemplo, el sulfato de magnesio es más soluble en agua en comparación con el sulfato de bario. Esto se debe al hecho de que de arriba hacia abajo en un grupo, la disminución de la energía de hidratación es mayor en comparación con la disminución de la energía reticular. Debido a esta razón, el sulfato de bario es menos soluble en agua en comparación con el sulfato de magnesio. Se ilustra el orden decreciente de solubilidad de las sales de sulfato de metales alcalinotérreos en agua.

El carbonato de sodio y potasio son solubles en agua. El carbonato de berilio también es soluble en agua. El carbonato de magnesio, el carbonato de calcio, el carbonato de estroncio y el carbonato de bario son insolubles en agua. Esto se debe a que su energía de hidratación es menor que su energía reticular. La solubilidad de las sales de carbonato y bicarbonato de metales alcalinotérreos disminuye hacia abajo en un grupo debido a la disminución de la energía de hidratación. Aquí se ilustra el orden decreciente de solubilidad de las sales de carbonato y bicarbonato de metales alcalinotérreos.

Las sales de nitrito de los elementos del bloque s son todas solubles en agua. Su solubilidad disminuye hacia abajo en un grupo debido a la disminución de la entalpía de hidratación de los cationes de arriba hacia abajo en un grupo. Por ejemplo, el nitrito de berilio es más soluble en agua en comparación con el nitrito de bario. La solubilidad de las sales de sulfito de los elementos del bloque s también disminuye hacia abajo en un grupo. Esto se debe a la disminución de la entalpía de hidratación de los cationes de arriba hacia abajo en un grupo.

Los sulfuros de todos los metales, excepto calcio, cesio, magnesium y bario, son poco solubles en agua. Esto se debe a la inestabilidad de los iones sulfuro. Los iones de sulfuro sufren hidrólisis. El sulfuro de litio es soluble en agua. El sulfuro de sodio también es fácilmente soluble en agua. Mientras que el sulfuro de potasio es moderadamente soluble en agua.

Ahora discutiremos la estabilidad térmica de las sales de carbonato, bicarbonato y nitrato formadas por elementos del bloque s. La descomposición térmica es la división de un compuesto al calentarlo. Primero discutiremos la estabilidad térmica de los nitratos de los elementos del bloque s. Los nitratos de los elementos del grupo uno y del grupo dos se descomponen al calentarlos para dar óxido metálico, gas de dióxido de nitrógeno y gas oxígeno. La reacción de descomposición se da en la ilustración.

La alta estabilidad térmica significa que el compuesto tendrá menos probabilidades de descomponerse al calentarlo. La estabilidad térmica de los nitratos de los elementos del grupo uno y del grupo dos aumenta de arriba hacia abajo en un grupo. Esto se debe a la naturaleza iónica de los cationes. Por ejemplo, el nitrato de bario es térmicamente más estable en comparación con el nitrato de magnesio. Esto se debe al pequeño tamaño catiónico del magnesio en comparación con el bario. Ambos iones tienen el mismo +2.

Pero debido al pequeño tamaño del ion magnesio, la densidad de carga está más concentrada en el ion magnesio. Debido a esto, atrae la densidad electrónica del átomo de oxígeno altamente electronegativo en el nitrato más hacia sí mismo. De esta forma el ion nitrato se polariza. En otras palabras, podemos decir que el enlace entre el átomo de nitrógeno y el átomo de oxígeno en el ion nitrato se vuelve más polarizado. Si el anión está más polarizado, entonces se requiere menos calor para la descomposición. Como resultado, el enlace entre los átomos de nitrógeno y oxígeno se rompe fácilmente.

En el caso del nitrato de bario, debido al gran tamaño catiónico del ion bario, la densidad de carga no está concentrada y no atrae la densidad electrónica del átomo de oxígeno en el ion nitrato hacia sí mismo. Como resultado, el ion nitrato está menos polarizado. Esto significa que se requerirá más calor para romper el enlace entre el átomo de nitrógeno y el de oxígeno en un ion nitrato. Esto hace que el nitrato de bario sea térmicamente más estable.

Ahora discutiremos la estabilidad térmica de las sales de carbonato de los elementos del bloque s. Sales de carbonato de Group Iy Group IILos elementos se descomponen al calentarlos para dar óxido metálico y gas dióxido de carbono. La reacción de descomposición se da en la ilustración. Estabilidad térmica de los carbonatos de Group Iy Group IILos elementos suben de arriba hacia abajo en un grupo. Esto se debe a la naturaleza iónica del catión.

Por ejemplo, el carbonato de bario es térmicamente más estable en comparación con el carbonato de magnesio. Esto se debe al pequeño tamaño catiónico del magnesio en comparación con el bario. Ambos iones tienen lo mismo +2. Pero debido al pequeño tamaño del ion magnesio, la densidad de carga está más concentrada en el ion magnesio. Debido a esto, atrae la densidad electrónica del átomo de oxígeno altamente electronegativo en el ion carbonato más hacia sí mismo. El ion carbonato se polariza.

Como sabemos, si el anión está más polarizado, se requiere menos calor para la descomposición. Como resultado, el enlace entre el átomo de carbono y el oxígeno se rompe fácilmente. Mientras tanto, en el caso del carbonato de bario, debido al gran tamaño catiónico del ion bario, la densidad de carga no está concentrada y no atrae la densidad electrónica del átomo de oxígeno en el ion nitrato más hacia sí mismo. Como resultado, el ion carbonato está menos polarizado. Esto significa que se requerirá más calor para romper el enlace entre el átomo de carbono y el oxígeno en el ion carbonato. Esto hace que el carbonato de bario sea térmicamente más estable.

Bicarbonatos de Group Iy Group IILos metales se descomponen al calentarlos para dar carbonato metálico, dióxido de carbono y agua. La estabilidad térmica de los bicarbonatos aumenta hacia abajo en un grupo debido a la disminución del poder polarizador del catión metálico. La estabilidad térmica de las sales de carbonato y bicarbonato aumenta hacia abajo en un grupo. Entre el bicarbonato de calcio y el bicarbonato de bario, ¿cuál es térmicamente más estable y por qué?.