problemas_oscilaciones_amortiguadas.pdf aplicadas a la mecanica
363108274-Grupo-16-Calcogenos-Autoguardado.ppt
1. 1
ELEMENTOS ANFÍGENOS (CALCÓGENOS).
Introducción al grupo de los anfígenos.
Este grupo está constituido por los elementos:
Oxígeno
Azufre
Selenio
Teluro
Polonio
Anfígeno significa formador de ácidos y bases
2. 2
ELEMENTOS ANFÍGENOS (CALCÓGENOS).
• Las Características de estos elementos son:
• No Metales: Oxígeno, Azufre y Selenio
• Semimetales: Selenio y Teluro
• Características metálicas: Polonio
• Oxígeno y Azufre: basándose en su configuración
electrónica son parecidos.
Forman compuestos iónicos con metales activos y
compuestos covalentes
3. 3
ELEMENTOS ANFÍGENOS (CALCÓGENOS).
• Los Elementos: oxígeno, azufre, selenio, teluro y polonio,
son los más abundantes de todos, dado que una gran parte
de la corteza terrestre son óxidos, sulfuros y sales
oxigenadas.
El oxígeno tiene más del 50 % en masa de toda la corteza.
Le sigue en abundancia el azufre.
Los demás son menos frecuentes.
El polonio muy raro, ya que se obtiene como producto
intermedio de las series de desintegración, siendo su vida
media corta.
• El oxígeno y el azufre se encuentran en la naturaleza en
estado elemental, aunque también formando son óxidos,
sulfuros y sulfatos.
4. 4
Propiedades de los anfígenos.
• Configuración electrónica: ns2p4.
• Los E.O. más usuales son –2, +2, +4 y +6.
• El oxígeno y azufre son no-metales, mientras que el carácter
metálico aumenta del selenio al polonio.
El oxígeno es un gas diatómico.
El azufre es un sólido amarillo formado por moléculas
cíclicas de ocho átomos.
El polonio un metal pesado.
• El carácter ácido de los oxoácidos disminuye según se
desciende en el grupo, mientras que el de los calcogenuros
de hidrógeno aumenta, siendo todos ellos débiles en
disolución acuosa.
• Las combinaciones hidrogenadas de los elementos de este
grupo, con excepción del agua, son gases tóxicos de olor
desagradable.
5. 5
Propiedades de los anfígenos.
• Puntos de fusión y ebullición de los elementos del grupo 16
Elementos Punto de fusión (ºC) Punto de ebullición (ºC)
O2 -219 -183
S8 119 445
Se8 221 685
Te 452 987
Po 254 962
6. 6
Reacciones de los anfígenos.
• No reaccionan con el agua. Con excepción del azufre,
tampoco reaccionan con las bases.
• Reaccionan con el ácido nítrico concentrado, con
excepción del oxígeno.
• Con el oxígeno forman dióxidos que en con agua dan
lugar a los correspondientes oxoácidos.
• Con los metales forman óxidos y calcogenuros metálicos,
cuya estabilidad disminuye al descender en el grupo.
7. 7
Métodos de obtención de los anfígenos
• El oxígeno se extrae por destilación fraccionada del aire
líquido.
• El resto de los elementos del grupo se obtiene por
reducción de los óxidos.
• El selenio y teluro se obtienen como subproductos en la
fabricación de ácido sulfúrico por el método de las
cámaras de plomo formando parte de los barros
anódicos.
• El polonio se obtiene bombardeando bismuto con
neutrones.
8. 8
Aplicaciones de los anfígenos
• El oxígeno es fundamental en todos los procesos de
oxidación, tanto combustiones, como en el metabolismo
de los seres vivos. Se utiliza en numerosos procesos
industriales.
• El azufre se usa como fungicida y en numerosos procesos
industriales.
• El selenio y teluro se utilizan como semiconductores.
• Al polonio no se le conocen aplicaciones.
11. Propiedades del
elemento
• Pequeño tamaño
• Electronegatividad alta
• Incapacidad para formar
octetos expandidos en las
estructuras de Lewis
• Forma óxidos con los metales
• No suele ser átomo central de una estructura y nunca puede
tener más de cuatro átomos enlazados a él
(2H2O ; 3H3O+)
• Paramagnético (el O2 diamagnético está a 92 kJ/mol por
encima)
• A T ambiente es un gas incoloro, inodoro e insípido.
12. Características
• Gas a temperatura ambiente
• Abundancia: 21% de la atmósfera terrestre y 45,5% en
la corteza terrestre y 90% en los mares oceánicos
• Química orgánica: uno de los elementos mas
importantes
• Dos formas alotrópicas: O2 y O3
• Isótopos:3 estables(O¹⁶,O¹⁷,O¹⁸) y 10 radiactivos
13. O2 :Oxígeno diatómico
Muy buen agente oxidante junto al O3
Obtención:
-Aire
-Reacción de superóxido de
potasio con CO2
4KO2 +2CO22K2CO3+3O2
-Electrólisis de H20
2H202H2+O2
-Destilación fraccionada
(oxígeno líquido)
• Aplicaciones:
-Obtención de hierro y acero
-Obtención y fabricación de otros
metales
-Obtención de productos químicos
y otros procesos de oxidación
-Tratamiento del agua
-Oxidante de combustible de
cohetes
-Aplicaciones medicinales
-Refino de petróleo
14. Aplicaciones
-Obtención de hierro y acero
-Obtención y fabricación de otros
metales
-Obtención de productos químicos
y otros procesos de oxidación
-Tratamiento del agua
-Oxidante de combustible de
cohetes
-Aplicaciones medicinales
-Refino de petróleo
15. Destilación fraccionada del aire
líquido
• Como el N2 es más volátil que el O2 se produce el
enriquecimieto del vapor en N2 y del líquido en O2
16. O3:OZONO
• Poder oxidante más alto que el del O2
• Abundancia:
-Pequeña en altitudes bajas;aumenta en situaciones de
contaminación
• Perjudiciales para la salud en niveles superiores a 0,12pm
• Obtención:
-Reacción muy endotérmica a partir de O2 y sólo en la parte inferior
de la atmósfera
• Aplicación:
-Sustituto del Cl en la potabilización del agua.Inestable y desaparece
del agua al ser tratada
17. APLICACIONES
• Uso industrial como precursor en la
síntesis de algunos compuestos orgánicos
• desinfectante (depuradoras).
• eliminación absoluta de bacterias, virus,
hongos, parásitos y olores presentes en el
aire.
• En Medicina, el ozono ha sido propuesto
como viricida y bactericida:ozonoterapia
19. Capa de Ozono
• Cinturón de la estratosfera con elevado contenido de O3(25-35Km)
• 10% del ozono está en troposfera y es peligroso para los seres vivos
por su fuerte carácter oxidante
• Papel importante en la protección de la vida
-Absorbe radiación ultravioleta
O3+UVO2+O
-Las moléculas de O3 se disocian al absorber UV produciendo calor
y manteniendo el equilibrio térmico en la atmósfera
O3+O2O2 (natural)
• Reacciones que producen O3:
-O2+ UVO+O
-O2+O+MO3+M (M es otro elemento que elimina exceso de
energía)
20. Papel medioambiental
• Ciertos gases producidos por la actividad humana,como el NO(los
óxidos del N) de la combustión de aviones,contribuyen a la
destrucción de la capa de ozono
• Los más peligrosos son los clorofluorocarbonos
(CFC) gaseosos,ya que si ascienden a la estratosfera pueden
absorber radiaciones ultravioletas y disociarse.
• El Cl liberado de esta reacción es el que puede producir un ciclo de
destrucción de ozono,y tambien los óxidos de los compuestos
halogenados
21. En la actualidad
La zona más
oscura
corresponde
al agujero de
ozono
en la Antártida
El agujero de la capa de ozono el 22 de
22. Estudios y prevención
• Estudios de Antártida demuestran que el
O3 estratosférico está disminuyendo
• En la primavera se produce esta
disminución
• Medidas de prevención:
-Acuerdos internacionales sobre
clorofluorocarbonos
23. Iones Típicos
• Los superóxidos son agentes oxidantes muy poderosos
Reaccionan vigorosamente con el agua
• Ejemplo de peróxido: H2O2
Agente oxidante potente que puede causar combustión
espontáneacuando entra en contacto con materia
orgánica o algunos metales
24. Papel biológico
• O2 liberado en Fotosíntesisconversión de
nutrientes en ATP y regeneración del oxigeno
atmosférico
• O2 utilizado en la respiración de los animales
25. AZUFRE
Características y propiedades
Alotropía del azufre
Abundancia y localización
Extracción del azufre
Principales compuestos
Utilidades y aplicaciones
Efectos sobre la salud y el medio
ambiente
26.
27. CARACTERÍSTICAS
y
PROPIEDADES
• Comportamiento no metálico
• Color amarillo, frágil y blando
• Insoluble en agua
• Estados de oxidación:
Desde -2 a +6, incluyendo
estados mixtos.
• Estructura cristalina ortorrómbica
• Es el elemento con más formas
alotrópicas
28. ALOTROPÍA DEL AZUFRE
• El azufre se presenta bajo estructuras moleculares
diferentes
• Posee una alotropía variable y compleja
• Tendencia a la formación de cadenas
• La forma alotrópica más frecuente es el anillo de S₈
29. Formas macroscópicas del azufre
Azufre rómbico Azufre monoclínico Azufre monoclínico
fundido
Azufre plástico
30. ABUNDANCIA Y LOCALIZACIÓN
DEL AZUFRE
Decimosexto elemento más abundante en la corteza terrestre (0.0384% de su masa)
Podemos encontrarlo tanto en estado libre como combinado con otros elementos
Se encuentra en grandes cantidades en sulfuros metálicos y en sulfatos:
-Pirita (FeS₂)
-Galena (PbS)
-Esfalerita o blenda de cinc (ZnS)
-Cinabrio (HgS)
-Yeso (CaSO4·2H2O)
31. Se localiza cerca de zonas volcánicas, aguas termales y en
menas de cinabrio (HgS) y galena (PbS), entre otros
minerales
También encontramos azufre en combustibles fósiles
(carbón y petróleo), en pequeñas cantidades
36. Óxidos del azufre
Dióxido de azufre (SO2)
Gas incoloro de olor asfixiante
Sustancia reductora
Se forma a partir de la combustión
de azufre elemental o sulfuros
Intermediario en la obtención del
ácido sulfúrico (H2SO4)
37. Trióxido de azufre (SO3)
Sólido incoloro de textura fibrosa en
condiciones normales de presión y
temperatura
Gas altamente contaminante, en
condiciones estándar
Se forma a partir de la oxidación del
SO2, en presencia de un catalizador
Precursor del ácido sulfúrico (H2SO4)
38. ido sulfúrico (H2SO4)
Líquido incoloro y viscoso
Compuesto químico muy corrosivo
Gran importancia para la industria química
Ácido fuerte que más se produce a nivel mundial
Síntesis del H2SO4
Proceso de cámaras de plomo Procesos de contacto
SO2 + NO2 --> NO + SO3
SO3 + H2O --> H2SO4 (ácido de Glover)
2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g)
SO3(l) + H2O(l) → H2SO4(l)
39. UTILIDADES Y
APLICACIONES
• Vulcanización del caucho
• Pólvora
• Síntesis de ácido sulfúrico
• Fertilizantes y antiparásitos
• Elaboración de baterías
• Blanqueante, refrigerante y desinfectante
• Manufactura de productos químicos, textiles, jabones, pieles, plásticos,
etc.
40. EFECTOS SOBRE LA SALUD
Y EL MEDIO AMBIENTE
• Es necesario para la vida
ya que forma parte de los
aminoácidos
• Los compuestos de azufre presentan un olor
desagradable y son, por lo general, altamente
tóxicos
• Afectan a las vías respiratorias y causan
irritación en los ojos y garganta
44. SELENIO
• Propiedades del elemento
• Características
• Abundancia
• Empleo del selenio
• Reacciones
• Efectos sobre la salud
45.
46. SELENIO (Se)
Número atómico
Valencia
Estado de oxidación
Electronegatividad
Radio covalente (Å)
Radio iónico (Å)
Radio atómico (Å)
• 34
• +2,-2,4,6
• -2
• 2,4
• 1,16
• 1,98
• 1,40,
47. Configuración
electrónica
Primer potencial de
ionización (eV)
Masa atómica (g/mol)
Densidad (g/ml)
Punto de ebullición (ºC)
Punto de fusión (ºC)
Descubridor
• [Ar]3d104s24p4
• 9,82
• 78,96
• 4,79
• 685
• 217
• Jons Berzelius 1817
48. … Abundancia …
• Distribuido en la corteza
terrestre, se estima
aproximadamente en 7 x
10-5% por peso
• En forma de:
- seleniuros de
elementos pesados,
- como elemento libre en
asociación con azufre
elemental .
49. … Empleo …
• El proceso de fotocopiado
xerográfico,
• La decoloración de
vidrios teñidos por
compuestos de hierro,
• También se usa como
pigmento en plásticos,
pinturas, barnices, vidrio,
cerámica y tintas.
50. … Reacciones …
Se + aire = SeO₂
• Se + Metales y no Metales :
• - Hidrógeno H₂Se Seleniuro de hidrógeno (*)
• - Los Halógenos
• - Compuestos orgánicos con enlaces C-Se
RSeH, RseOH, RSeX, R₂Se y R2Se₂, hasta
moléculas que exhiben actividad biológica, como
los selenoaminoácidos y los selenopéptidos.
51. … Efectos del Se sobre la salud …
Los humanos pueden estar expuestos
al selenio de varias formas diferentes:
- Alimentación
- Agua
- Tierra o Aire
52. A través de la COMIDA
• Presente en los
cereales y la carne.
53. A través del AGUA
• Personas que viven cerca de
lugares donde hay residuos
peligrosos.
• Estos residuos acabarán en
las aguas subterráneas o
superficiales por irrigación.
Este fenómeno hace que el
selenio acabe en el agua
potable local, de forma que la
exposición al selenio a través
del agua aumentará
temporalmente.
54. A través del AIRE
• La exposición al selenio a través del aire suele ocurrir en
el lugar de trabajo. Puede provocar mareos, fatiga e
irritaciones de las membranas mucosas. Cuando la
exposición es extremadamente elevada, puede ocurrir
retención de líquido en los pulmones y bronquitis
55. … EFECTOS DEL Se …
• Pelo quebradizo y Uñas deformadas
• Sarpullidos, calor, hinchamiento de la piel y dolores
agudos.
• En los ojos se experimentan quemaduras, irritación y
lagrimeo.
• El envenenamiento por selenio puede volverse tan
agudo en algunos casos que puede incluso causar la
muerte.
56. La SOBRE-exposición de vapores
de selenio puede producir:
-Acumulación de líquido
en los pulmones,
-Mal aliento,
-Bronquitis,
-Neumonía,
-Asma bronquítica,
-Náuseas,
-Escalofríos,
-Fiebre,
-Dolor de cabeza,
-Dolor de garganta,
-Falta de aliento,
-Conjuntivitis,
-Vómitos,
-Dolores abdominales,
-Diarrea y
agrandamiento del
hígado.
57. Además…
• Carcinogenicidad: La
Agencia Internacional
de la Investigación
del Cáncer (IARC) ha
incluido al selenio
dentro del grupo 3 (el
agente no es
clasificable en relación
a su carcinogenicidad
en humanos.).
61. HISTORIA
• EL NOMBRE DERIVA DEL LATÍN TELLUSS
QUE SIGNIFICA “TIERRA”
• FUE DESCUBIERTO EN 1782 POR EL
CIENTÍFICO HÚNGARO
FRANZ-JOSEPH MÜLER VON
REICHENSTEIN
63. PROPIEDADES ATOMICAS
MASA ATOMICA 127,60 u
RADIO MEDIO 140 pm
RADIO ATOMICO CALCULADO 123 pm
RADIO COVALENTE 13 pm
RADIO DE VAN DER WAALS 206 pm
CONFIGURACION ELECTRONICA [Kr]4d^10 5s 5p
ESTADO DE OXIDACION
(OXIDO)
±2,4,6 (levemente acido)
ESTRUCTURA CRISTALINA HEXAGONAL
64. PROPIEDADES FISICAS
ESTADO DE LA MATERIA SÓLIDO (NO MAGNETICO)
PUNTO DE FUSION 722,66 K
PUNTO DE EBULLICION 1261 K
ENTALPIA DE EVAPORACION 52,55kJ/mol
ENTALPIA DE FUSION 17,49kJ/mol
PRESION DE VAPOR 23,1 Pa a 272,65K
VELOCIDAD DEL SONIDO 2610m/s a 293,15 K
66. ISOTOPOS
• SE CONOCEN 30 ISOTOPOS
DEL TELURIO CON MASAS
ATOMICAS QUE FLUCTUAN
ENTRE 108 Y 137
• EL TELURIO ENCONTRADO
CONSISTE EN 8 ISOTOPOS DE
LOS QUE 3 SON
RADIOACTIVO
• EL 128 Te TIENE LA MAS
LARGA VIDA MEDIA
CONOCIDA ENTRE TODOS LO
RADIOISOTOPOS
• ES EL PRIMER ELEMENTO QUE
PUEDE EXPERIMENTAR LA
DESINTEGRACION ALFA
67. INFORMACION DEL MATERIAL
• ES UN ELEMENTO SEMIMETALICO
• TIENE PROPIEDADES A LA VEZ METALICAS Y NO
METALICAS
• SU ABUNDANCIA EN LA CORTEZA TERRESTRE ES DE
0,005 ppm
• EXISTE UNA SOLA FORMA DE TELURIO (NO TIENE
FORMAS ALOTROPICAS)
• EL TELURIO ARDE AL AIRE Y EN EL OXIGENO
• NO LE AFECTA EL H2 O NI EL HCL
• ES SOLUBLE EN HNO3
68. UTILIDADES DEL TELURIO
• TIENE PROPIEDADES SEMICONDUCTORAS DE TIPO –P,
CON LO QUE SE USA EN LA INDUSTRIA ELECTRONICA
• USADO PARA EL REFINADO DEL ZINC
• OTRAS PROPIEDADES METALURGICAS:
·SU USO COMO ELEMENTO DE ALEACION CON
COBRE O ACERO INOXIDABLE
OBTENCIÓN DE ALEACIONES CON BUENA
MAQUINABILIDAD
69. PRECAUCIONES
• SE DEBE EVITAR TODO CONTACTO CON ELMETAL
PURO O SUS COMPONENTES , YA QUE SON TOXICOS
• LA INHALACION DE LOS VAPORES PUEDEN PRODUCIR
OLORES CORPORALES DESAGRADABLES
70. POLONIO
• Características
• Propiedades atómicas
• Historia
• Abundancia y estado natural
• Aplicaciones y utilidades
• Obtención del polonio
• Efectos sobre la salud
71.
72. POLONIO
1) Características:
-Elemento de la tabla periódica cuyo
símbolo es Po.
-Raro metaloide radiactivo, químicamente
similar al bismuto y al teluro, aunque con
mayor carácter metálico.
-Metal volátil, reducible al 50% tras 45
horas al aire a una temperatura de 328K,
extremadamente tóxico.
-Es un metal blando, gris plateado y
peligroso por su radiactividad con una vida
media de 103 años.
73. 2)Propiedades atómicas
-Su número atómico es 84.
-Pertenece al grupo 16 y al período 6.
-Posee una configuración electrónica:
[Xe]4f14 5d10 6s2 6p4; con 6
electrones en la capa de valencia.
-Tiene una masa atómica de 209 u.
-Posee estados de oxidación de -
2,+2,+4,+6.
-Tiene una densidad de 9.196kg/m3 .
74. 3)Historia
- Conocido como Radio F, el Polonio fue
descubierto por Pierre Curie y Marie Curie-
Skłodowska en 1898, en concreto el
radioisótopo 210Po, emisor de partículas alfa
y se desintegra hasta formar plomo estable
(206 Pb).
- Fue el primer elemento descubierto por el
matrimonio Curie mientras investigaban las
causas de la radiactividad de la pechblenda.
- La pechblenda, tras eliminar el uranio y el
radio, era incluso más radiactiva que estos
elementos juntos.
75. 4)Abundancia y estado natural
-Se encuentra en minerales de
uranio a razón de 100 microgramos
por tonelada y en el humo del
tabaco como un contaminante.
-Todos los isótopos del polonio son
radiactivos y de vida media corta,
excepto los tres emisores alfa,
producidos artificialmente, 208Po (2.9
años) y 209Po (100 años), y el
natural, 210Po (138.4 días).
-Hay 27 isótopos de polonio, con un
número de masa atómica desde el 192
hasta el 218. El polonio 210 es el único
que está disponible en la naturaleza.
76. 5)Aplicaciones y utilidades
-El Polonio 210 se usa en la investigación
nuclear con el berilio que emiten
neutrones cuando son bombardeados
con partículas alfa.
-Se usa en dispositivos que ionizan el aire
para eliminar acumulación de cargas
electrostáticas en algunos procesos de
fotografía e impresión.
-El Polonio-210 libera gran cantidad de
energía alcanzando un gramo de éste
130 vatiosde energía calorífica.
-Se utiliza como fuente de calor para dar
energía a las células termoeléctricas de
las sondas lunares y satélites
artificiales
.
77. 6)Obtención del Polonio
• Cuando el bismuto natural (209Bi) es
bombardeado con neutrones, se crea
210Pb, precursor del polonio.
• Se puede crear polonio en cantidades
de miligramos mediante este
procedimiento, utilizando flujos de
neutrones grandes, como los que se
encuentran en los reactores
nucleares.
• Generalmente se obtiene de los
productos de desintegración del
radón.
78. 6)Efectos del Polonio sobre la salud
• El polonio 210 es el único componente del humo de los cigarros.
• Los pulmones de un fumador crónico acaban teniendo un
revestimiento radioactivo, el radón se desintegra, sus productos
cargados eléctricamente se unen a partículas de polvo. Esto deja un
depósito de polonio radioactivo y plomo en las hojas.
• El polonio 210 es soluble y circula por el cuerpo a todos los tejidos y
células a niveles mucho más altos que los procedentes del radón
residencial.
• Puede encontrarse en la sangre y orina de los fumadores.
• Provoca daños genéticos y muerte temprana por enfermedades:
cáncer de hígado y de vesícula, úlcera estomacal. Leucemia, cirrosis
del hígado y enfermedades cardiovasculares.
79. • El ex espía ruso Alexander Litvinenkoo fue asesinado con polonio-210,
supuestamente debido a su investigación por el asesinato de la
periodista Anna Politkovskayaa.
81. ESTRUCTURA DEL AGUA
• La molécula de agua está constituida por dos átomos de hidrógeno
unidos por sendos enlaces covalentes al átomo de oxígeno.
• El átomo de oxígeno comparte un par de electrones con cada uno
de los átomos de hidrógeno, por superposición de los orbitales
híbridos sp3 del oxígeno
• Según la teoría de Repulsión de Pares Electrónicos del Nivel de
Valencia, el ángulo que subtiende las dos uniones oxígeno-
hidrógeno es 104,5°, menor que el ángulo tetraédrico.
• Esto, junto a la alta electronegatividad del oxígeno que atrae los
pares de electrones compartidos, hace que aparezcan cargas locales
parciales positivas en el hidrógeno y negativa en el oxígeno.