quimica general e inorganica facultad de farmacia y bioquimica (uba)

2. N y P son bioelementos Bloque p, grupo 15 Elemento Masa molar Nitrógeno 14,01 Fósforo 30,97 Arsénico 74,92 Antimonio 121,75 Bismuto 208,98

6. La molécula de nitrógeno N 2 ; nitrógeno molecular; N N Energía de unión 946 kJ/mol El nitrógeno molecular tiene sus orbitales externos totalmente llenos; es muy estable y poco reactivo. Se compara su reactividad química a la de los gases nobles Ne y Ar. . . N N . . . . p y p z p x

10. El amoníaco reacciona con iones formando complejos. En el caso del Cu 2+ , el complejo es color azul profundo Cu 2+ (aq) + 4 NH 3 (aq) => [Cu (NH 3 ) 4 ] 2+ (aq)

14. Fabricación industrial moderna de amoníaco

16. El aparato de laboratorio de Fritz Haber para sintetizar amoníaco. Premio Nobel de Química 1918. Profesor en la Universidad de Berlín y Director del Instituto de Física de Berlín (1904-1934).

17. Fritz Haber en viaje a Buenos Aires (1925)

18. Paso limitante Las bacterias que viven en nódulos simbióticos con las leguminosas son capaces de reducir el N 2 a amoníaco en la “fijación del nitrógeno” (en la foto, raíces de soja).

20. Raíces de trébol

21. 2 unidades de dinitrogenasa 2 unidades de dinitrogenasa reductasa El complejo nitrogenasa (MR 300000; 4Fe-S; 2 Mo; 30 Fe/30 S)

23. Química del nitrógeno Fuerte energía de unión (946 kJ/mol) Muy poco reactivo a temperatura ambiente (sólo reacciona con Li) Adquiere reactividad química a altas temperaturas (450-1000 °C), por ejemplo, en la formación del hidruro (amoníaco) y de los óxidos En sus compuestos, el nitrógeno completa los octetos de electrones por covalencias En sus compuestos, el nitrógeno muestra todos los números de oxidación desde – 3 a + 5

24. Compuestos del Nitrógeno Número de oxidación COMPUESTO Pregunta de Examen: Nombres y estructuras de Lewis de todos estos compuestos -3 NH 3 , NH 4 + , Mg 3 N 2 -2 N 2 H 4 -1 NH 2 OH -1/3 NaN 3 , HN 3 0 N 2 +1 N 2 O +2 NO +3 N 2 O 3 , HNO 2 , NO 2 - , +4 NO 2 , N 2 O 4 +5 N 2 O 5 , , HNO 3 , NO 3 -

25. N 2 H 4 , H 2 N – NH 2 , hidrazina Líquido incoloro de aspecto aceitoso (pf: 1.5°C; pe 103° C. Compuestos del nitrógeno con hidrógeno  2 NH 3 ( aq ) + OCl - ( aq ) N 2 H 4 ( aq ) + Cl - ( aq ) + H 2 O( l )

26. Peligrosamente explosiva (reacción 1), se usa (como hidrazina o derivados) como reactivo químico y como combustible de cohetes (reacción 2; usando por las naves Apolo) H 2 N – NH 2 (l) => N 2 (g) + 2 H 2 (g) (1) 32 g; 33 ml => 67 litros 4 CH 3 NH – NH 2 (l) + 5 N 2 O 4 (l) => 9 N 2 (g) + 12 H 2 O (g) + 4 CO 2 (g) (2) 184 g + 460 g => 765 l Compuestos del nitrógeno con hidrógeno Hi drazina (pf 2 °C; pe 114 °C)

29. Lewis structures for seven oxides of nitrogen with oxidation numbers ranging from +1 to +5 are given in the table below. 2 Pentóxido de dinitrógeno N 2 O 3 + H 2 O 2 HNO 2 (ácido nitroso) N 2 O 5 + H 2 O 2 HNO 3 (ácido nítrico) Oxidos y oxiácidos principales del nitrógeno

31. NO El óxido nítrico fue la molécula del año 1992 En 1998 se otorgó el Premio Nobel de Fisiología y Medicina a Furschgott, Murad e Ignarro “por haber aclarado el papel del óxido nítrico como mensajero intercelular en el sistema cardiovascular” El óxido nítrico participa en los cambios fisiológicos de la excitación sexual en los mamíferos

34. El elemento fósforo y sus compuestos El papel de los fosfatos en biología El elemento fósforo (que trae la luz) fue aislado por primera vez en 1669 por Hennig Brand , que quería transformar plata en oro. Fue obtenido, como un sólido blanco que resplandecía en la oscuridad y que ardía espontáneamente en el aire, a partir de la orina por evaporación y calentamiento con arena en presencia de un mínimo de aire, y destilación (pe 280 °C) bajo agua.

35. Compuestos de Nitr ó gen o y Fó s f or o con los mismos números de oxidación Los elementos, los óxido s y los oxiácidos tienen fórmulas químicas diferentes. Los hidruros son similares N ox Serie del Nitrógeno Serie del Fósforo PH 3 (fosfina) NH 3 (amoníaco) - 3 P 4 O 10 (pentóxido) N 2 O 5 (pentóxido) + 5 Na 3 PO 4 (fosfato de Na) NaNO 3 (nitrato de Na) + 5 H 3 PO 4 (ácido fosfórico) HNO 3 (ácido nítrico) + 5 P 4 O 6 (trióxido) N 2 O 3 (trióxido) + 3 H 3 PO 3 (ácido fosforoso) HNO 2 (ácido nitroso) + 3 P 4 (elemento) N 2 (elemento) 0

36. El elemento fósforo no se encuentra libre en la naturaleza, sino en forma de rocas fosfóricas, Ca 3 (PO 4 ) 2 fosfato de calcio Ca 5 (PO 4 ) 3 F fluorapatita se obtiene por calentamiento del Ca 3 (PO 4 ) 2 con carbón y sílice 2 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 10 C + 6 SiO 2 6 CaSiO 3 + 10 CO + P 4 Fósforo blanco (P 4 ) (ignición espontánea) Fósforo rojo (P 4 ) n (estable) 300 °C

37. El elemento fósforo “arde” en oxígeno y produce los óxidos: P 4 + 3 O 2 => P 4 O 6 (trióxido de fósforo) P 4 + 5 O 2 => P 4 O 10 (pentóxido de fósforo) Los óxidos se hidratan para formar los ácidos P 4 O 6 (trióxido) + 6 H 2 O => 4 H 3 PO 3 (ácido fosforoso)

38. P 4 O 10 (pentóxido) + 6 H 2 O => 4 H 3 PO 4 (ácido fosfórico) Las sales del ácido fosfórico, los fosfatos, tienen una tremenda importancia industrial, farmacéutica, de laboratorio, y biológica.

39. El fosfato tricálcico es la parte mas importante de la hidroxiapatita, [Ca 3 (PO 4 ) 2 ] 4 • [Ca (OH) 2 ], el mineral constituyente de los huesos de los animales y el hombre.

40. El calentamiento del ácido fosfórico produce una reacción de condensación, con eliminación de una molécula de agua OH OH HO – P – OH + HO – P – OH OH OH OH OH HO – P – O – P – OH OH OH 2 ácido fosfórico (ortofosfórico) ácido pirofosfórico El calentamiento mas prolongado produce ácidos polifosfóricos – O – P – O – P – O – P – O – P – O –

41. OH OH – O – P – O – P – O – O O La unión química pirofosfato, como unión química reversible de alta energía (32.6 kJ/mol), es utilizada como ATP en todos los seres vivos superiores para la provisión de energía para los procesos endergónicos, y como polifosfatos (P de 10 a 30) en las levaduras.