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GRUPO 15: NITRÒGENO Y FÒSFORO - Coggle Diagram

- - - - La molècula de N2 tiene triple enlace
        
        Forma un gran número de compuestos con el hidrógeno y oxígeno de número de oxidación de -3 a +5
        
        La mayoría de compuestos son covalentes
        
        Con ciertos metales forma "nitruros" iónicos,
        
        Reactividad
        
        El nitrógeno elemental tiene una reactividad baja hacia la mayor parte de las sustancias comunes, a temperaturas ordinarias.
        
        A altas temperaturas, reacciona con cromo, silicio, titanio, aluminio, boro, berilio, magnesio, bario, estroncio, calcio y litio para formar nitruros; con O2, para formar NO, y en presencia de un catalizador, con hidrógeno a temperaturas y presión bastante altas, para formar amoniaco.
      - La obtención del hidrógeno proviene en su 95% de fuentes de energía fósiles: el gas natural y el petróleo, o la biomasa derivada de la madera.
  - - - Su utilización es importante en la fabricación de vidrio y acero, como gas en la elevación de globos Meteorológicos, así como para la elaboración de herramientas de corte a alta velocidad y en el transporte terrestre, aéreo y marítimo.
  - - - Se prepara industrialmente a partir de nitrógeno e
        hidrógeno por el proceso Haber.
        
        Se puede obtener a partir de el ion N3- cuando reacciona con el agua: N3-(ac) + 3H2O(l) --> NH3(g) + 3OH-(ac)
  - - - HNO3:Es un líquido que hierve a 82.6°C. No existe como líquido
        puro porque en alguna se descompone espontáneamente así
        4HNO3(l)--->4NO2(g)+ 2H2O(l) + O2(g) .
        
        •El método industrial más importante para producir este ácido es el proceso de Ostwald que se basa en oxidación de amoniaco:
        NH3(g) + 2O2(g)--->HNO3(ac)++ H2O(l) ∆Ho = -412.6 kJmol-1
        
        puede oxidar tanto a metales que están abajo del hidrógeno como aquellos que se encuentran arriba en la serie de tensiones como el cobre pero no oxida al oro
    - - HNO2: es inestable, débil. Sales estables. Se emplea para convertir aminas en diazocompuestos y sal de diazonio.
        
        Puede obtenerse agregándole un ácido mineral (como el sulfúrico) al nitrito de sodio.
      - Hiponitritos: son compuestos iónicos que contienen el ion hiponitrito N₂O₂². Hay formas cis y trans del ion hiponitrito.
        
        Los iones hiponitrito pueden actuar como ligando bidentado puente o en cualquier modo de quelantes y como agente reductor
        
        El isómero cis de la sal sódica, NaN2O2, puede prepararse haciendo pasar el óxido nitroso, NO en una solución metálica de sodio en amoníaco líquido a -50 °C. Esta sal es más reactiva que la sal trans
        
        El isómero trans es preparado por reducción de nitrito con amalgama de sodio y se encuentra generalmente en sales como el hiponitrito de sodio, Na2N2O2 e hiponitrito de plata, Ag2N2O2.
- - - - Es un solido blanco, insoluble en agua pero bastante soluble en disulfato de carbono y cloroformo.
      - Es una sustancia muy toxica y explota en llama cuando se expone al aire
        
        P4(s) + 5O2(g) → P4O10(S)
      - Cuando se calienta en ausencia de aire, a 300ºC aproximadamente, el fósforo blanco se transforma en fósforo rojo.
        
        nP4 (fósforo blanco) → (P4)n (fósforo rojo)
      - Se encuentra en la naturaleza como rocas fosfóricas, que son fundamentalmente orto fosfato de tricalcio (Ca3(PO4)2) y fluorapatito (Ca5(PO4)3F).
      - Se puede obtener por calentamiento de fosfato de calcio con coque y arena silícea, y se conserva bajo agua
        
        2Ca3(PO4)2(s) + 10C(s) + 6SiO2(s) → 6 CaSiO3(s) + 10CO(g) + P4(s)
    - - Hidruros del fosforo
        
        El hidruro mas importante del fósforo es la fosfina, PH3, es un gas incoloro muy venenoso que se forma por calentamiento de fósforo blanco en hidróxido de sodio concentrado
        
        Reacción
        
        P4(s) + 3NaOH(ac) + 3H2O(l) → 3NaH2PO3(ac) + PH3(g)
        
        Características
        
        Es moderadamente soluble en agua y mas soluble en disulfuro de carbono y disolventes orgánicos
        
        Se disuelve en amoniaco liquido para dar NH4PH2
        
        El gas PH3 arde en el aire
        
        PH3(g) + 2O2(g) → H2PO4(s)
      - Halogenuros de fosforos
        
        El fosforo forma dos tipos de compuestos binarios con los halogenos: los trihalogenuros, PX3, y los pentahalogenuros, PX5.
        
        Tricloruro de fósforo: se prepara por calentamiento de fósforo blanco en cloro
        
        Reacción:
        
        P4(s) + 6Cl2(g) → 4PCl3 (g)
        
        Características
        
        ES un liquido incoloro que se hidroliza en presencia de agua
        
        PCl3(l) + 3H2O(l) → H3PO3(ac) + 3HCl(ac)
        
        En presencia de un exceso de cloro gaseoso se convierte en pentacloruro de fosforo, que es un solido amarillo palido.
        
        PCl3(l) + Cl2(g) → PCl5(s)
        
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    - - Se tiene la creencia de que su reactividad es alta debido en la tensión en la molécula P4, los enlaces P-P están comprimidos en la estructura tetraédrica
    - - Los compuestos fosforados se usan también para aclarar las soluciones de azúcar de remolacha y en aleaciones especiales como bronces al fósforo.
      - El fósforo blanco se usa en la elaboración de veneno para las ratas, insecticidas y en la industria pirotécnica y el fósforo rojo se usa para fabricar cerillas.
      - En los fósforos ordinarios la cabeza se compone de una mezcla combustible de azufre y clorato de potasio bañada en sulfuro de fósforo que se inflama por el calor producido en la fricción y produce a su vez la inflamación de la mezcla combustible.