tema 4

2. • Características generales.
• Obtención.
• Reacciones químicas principales de los
elementos.
• Importancia industrial y económica.

3. NaCl
Na2S MgCl2
Na3P AlCl3
Na4Si SiCl4
Na3Al PCl5
Na2Mg SCl6
Na Cl2
Mg Al Si P4 S8
METÁLICO COVALENTE
IÓNICO
TRIÁNGULO DEL ENLACE

4. Incremento del carácter metálico del boro al talio, (boro es un
no metal).
Puntos de fusión (sin tendencia)
Puntos de ebullición decrecen con Z.
Configuración electrónica: ns2np1
(deficiencia electrónica, ácidos de Lewis)
Estado de oxidación +3 . Para todos excepto B también +1. Solo
Ga, In y Tl presentan +2.
Efecto del par inerte (Talio).
Propiedades físicas

5. ABUNDANCIA
Universo: 0.001 ppm (peso)
Sol: 0.002 ppm (peso)
Corteza terrestre: 950 ppm
Agua marina: 4.41 ppm
Humano: 700 ppb (peso)
ppb (por átomo)
Abunda en zonas volcánicas:
Colemanita (Ca2B6O11•5H2O)
Boracita (Mg7Cl2B16O30)
Kernita (Na2B4O6(OH)2•3H2O)
Ulexita (NaCaB5O6(OH)6•5H2O)
Borax (Na2B4O5(OH)4•nH2O),
4<n<10
Ácido bórico (H3BO3)
(H3BO3 + H2O = B(OH)4
+ H+)

6. Reacciones
4 B(s) + 3 O2(g)  2 B2O3(s)
2 B(s) + 3 F2(g)  2 BF3(g)
2 B(s) + 3 Cl2(g)  2 BCl3(g)
2 B(s) + 3 Br2(g)  2 BBr3(g)
2BBr3(g) + 3H2(g)  2B(g) + 6HBr(g)
Sobre filamentos de tántalo a 1300 °C

7. Esmaltes,
chinos
Vidrio,
romanos
Boratos en momificación, egipcios
Principales productores,
3 millones de t al año

8. 35 % de la
producción
Detergentes ¿ablandador de agua?
Electrodo
Boro-diamante
NaBH4
Reducción, hidrogenación e H2(g)
Incineración electroquímica
H2O
OH
CnH2n
CO2 + H2O

10. Aluminio (Al)
ABUNDANCIA
Universo: 50 ppm (peso)
Sol: 60 ppm (peso)
Corteza terrestre: 82000 ppm
Agua marina: 0.0004 ppm
Humano: 700 ppb (peso)
210 ppb (por átomo)
El aluminio se encuentra usualmente como silicato de
aluminio o como silicato mixto de aluminio y otros metales
como sodio, potasio, hierro, calcio y magnesio. (No rentables
para extracción de Al).
La bauxita (Al2O3) y criolita (Na3AlF6), son la fuente comercial
de aluminio y sus compuestos.

11. Reacciones
2 Al(s) + 3 O2(g)  2 Al2O3(s)
2 Al(s) + 3 Cl2(g)  2 AlCl3(s)
2 Al(s) + 3 I2(g)  Al2I6(s)
2 Al(s) + 3 H2SO4(ac)  2 Al3+(ac) + 3 SO4
2-(ac) + 3 H2(g)
2 Al(s) + 6 HCl(ac)  2 Al3+(ac) + 6 Cl-(ac) + 3 H2(g)
2Al(s) + 2NaOH(ac) + 6H2O  2Na+(ac) +2 [Al(OH)4]-(ac) + 3H2(g)
Proceso Hall-Heroult.- El óxido de aluminio (Al2O3) se disuelve
en criolita (Na3AlF6) fundida, aproximadamente a 1000°C. Con
electrólisis de la mezcla, el aluminio se reduce en el cátodo, y
en el ánodo (de carbón), se forma CO2 con el oxígeno del
Al2O3.

12. Medicina, Al(OH)3
para curar la
acidez
• Australia es primer productor
65x106 t (2005).
• En México se consumen al año,
277,608 t de Al. 180 latas de Al
por habitante ($9.8/kg).
• Las latas de refresco solo
consumen aproximadamente 8 %,
el 75 % es metal reciclado.
• La energía del reciclado equivale
al 5 % de la energía utilizada
obtención de Al.
Año Prod.
Anual
Costo/kg
1886 45 kg 11 USD
1989 18x106 t 2 USD
MacBook air (la laptop más ligera
del mundo, con carcasa de Al)
Excelente conductor
de calor

13. Empleado en perfiles y
herrería, por su resistencia a la
corrosión
Efecto de pasivación de Al en
perfiles
También conocido como
anodizado

14. Conductor de electricidad
Maleable
empaque de alimentos y bebidas
Cocción de alimentos
Compuestos de aluminio
Catalizadores (Friedel Craft,
AlCl3)
Purificación del agua, Al2(SO4)3
Cerámicas, Al2O3

15. ABUNDANCIA
Universo: 0.01 ppm (peso)
Sol: 0.04 ppm (peso)
Corteza terrestre: 18 ppm
Agua marina: 0.00003 ppm
Humano: ---
Muy baja abundancia:
Galita [CuGaS2] y sohngeita
[Ga(OH)3]. No existe en forma
elemental en la naturaleza.
Se encuentra en bauxita, blenda,
germanita, pirita, magnetita y
caolín, como impureza.
Sólo se producen 30 t al año.

16. Reacciones
2 Ga(s) + 3 O2(g)  2 Ga2O3(s)
Ga(s) + H2O(l)  no reacciona
Ga(s) + 6 HCl(conc)  2 Ga3+(ac) + 6 Cl-(ac) + 3 H2(g)
2Ga(s) + 2NaOH(ac) +6H2O  2Na+(ac) + 2[Ga(OH)4]-(ac) + 3H2(g)
Se recupera como un subproducto de la fabricación de
aluminio y se obtiene por electrólisis.

17. Descubierto por Paul Lecoq, en
Francia 1875.
En latín: Gallium
Principales países
importadores:
Aleación Ga-Sn(l)
Empleada como
enfriador de chips
de computadora
(65 veces más
efectiva)
Transistores, rectificadores, celdas
fotoeléctricas, diodos láser y máser (GaSb,
GaP y GaAs). amplificador de microondas
por la emisión estimulada de radiación

18. Termómetros de alta
temperatura
Medicina nuclear (Ga-67).
Detección de infecciones, tumores
y abscesos.
Las combinaciones con Ni y Nb
son superconductoras
A la intemperie forma una capa
fina de óxido insoluble e inerte

19. ABUNDANCIA
Universo: 0.0003 ppm (peso)
Sol: 0.004 ppm (peso)
Corteza terrestre: 0.0049 ppm
Agua marina: 0.0000001 ppm
Humano: -----
Muy baja abundancia:
Indita [FeIn2S4], la requesita
[CuInS2] y como [In2S3]. No
existe en forma elemental en la
naturaleza.
Se encuentra en minerales de
hierro, plomo, zinc y cobre,
como impureza.
Sólo se producen 75 t al año,
principalmente por Canadá.

20. Reacciones
2 In(s) + 3 O2(g)  2 In2O3(s)
In(s) + H2O(l)  no reacciona
2 In(s) + 6 HCl(conc)  2 In3+(ac) + 6 Cl-(ac) + 3 H2(g)
2 In(s) + 2 NaOH(ac) + 6 H2O  no reacciona
Se recupera como un subproducto de la fabricación de zinc,
cobre, hierro y plomo. Se obtiene generalmente por
electrólisis.

21. • En 2011, el precio subió desde 436
hasta 520 euros por kg. Un
aumento del 20 % en seis semanas.
• Reservas de 49 000 t de In en el
mundo.
• La alternativa es el CaO, cuatro
veces mejor conductor que el ITO.
Se agrieta con el tiempo.
• Otra opción es el grafeno.
• En 2010, la producción mundial
total alcanzó 574 t de indio
(China produce 300 t, Corea del
Sur 80 t y Japón 70 t).
• En 2000, el In sólo se empleaba
en la industria de la
microelectrónica como parte de
las soldaduras. Se vendía a
precios de alrededor de 70
euros/Kg y la producción
mundial total no rebasaba las
100 t.
• En 2005 irrumpen los televisores
planos en el mercado y los
dispositivos de pantalla táctil.
• ITO = Indium-Tin-Oxide (In2O3 y
SnO2).

22. • El ITO es fundamental para
el montaje de la membrana
de electrodos transparentes
en el interior de los paneles
LCD.
• Son sustratos de vidrio con
electrodos de ITO.
Pantallas planas LCD
Dispositivos táctiles
GPS

23. ABUNDANCIA
Universo: 0.0005 ppm (peso)
Sol: 0.001 ppm (peso)
Corteza terrestre: 0.6 ppm
Agua marina: 0.000014 ppm
Humano: -----
Muy baja abundancia:
La crookesita [TlCu7Se4], la
hutchinsonita [TlPbAs5S9] y la
lorandita [TlAsS2].
No existe en forma elemental
en la naturaleza.
La producción anual estimada
está alrededor de 30 t.

24. Reacciones
2 Tl(s) + O2(g)  Tl2O(s)
2 Tl(s) + 2 H2O(l)  2 TlOH(ac) + H2(g)
2 Tl(s) + 3 F2(g)  2 TlF3(s)
2 Tl(s) + 3 Cl2(g)  2 TlCl3(s)
2 Tl(s) + 2 HCl(ac)  2 TlCl(s) + H2(g)
2 Tl(s) + H2SO4(ac)  Tl2SO4(s) + H2(g)
Se obtiene como subproducto de la industria del cinc .
Se recupera frecuentemente desde los polvos y humos de las
chimeneas de los hornos para el procesado de las piritas.
Ocasionalmente se extrae a partir del sulfato de talio
presente en los lodos producidos en la fabricación del ácido
sulfúrico.

25. Raticida (Tl2SO4)
Emisores y receptores de IR
(Bromuro y yoduro de talio)
En la medicina en isótopo de Tl
201 es utilizado en el diagnostico
de gammagrafías del corazón, el
talio es inyectado vía intravenosa
El Tl2O3 se
emplea en la
producción de
vidrios de alto
índice de
refracción

26. El cloruro de talio sirve como contraste en estudios del corazón:

27. Mecanismo de acción de las sales de Talio:
El ión talio tiene un tamaño similar al ión potasio, reemplazando la
acción del potasio. Forma de cristales de cloruro de talio.
Inhibición o bloqueo de algunos sistemas enzimáticos. También
actúa sobre el metabolismo de las porfirinas, aumentando la
eliminación de coproporfirinas urinarias.
Éstos síntomas los presentó el ex-espía ruso Alexander Litvinenko,
quién falleció el 23 de noviembre de 2006 consecuencia de
envenenamiento por talio.

28. GRACIAS