Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

ELEMENTOS DEL GRUPO IVB

No description
by

yenny zuñiga

on 26 November 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of ELEMENTOS DEL GRUPO IVB

ELEMENTOS DEL GRUPO IVB
 TITANIO
 CIRCONIO
 RUTHERFORDIO
Como el resto de los metales, son dúctiles y maleables, conductores del calor y de la electricidad. Son más duros, más quebradizos y tienen mayores puntos de fusión y ebullición y mayor calor de vaporización que los metales que no son de este grupo. Sus iones y compuestos suelen ser coloreados. Forman iones complejos. Muchos son buenos catalizadores de muchas reacciones.
La propiedad más diferente es que sus electrones de valencia, es decir, los que utilizan para combinarse con otros elementos, se encuentran en más de una capa, la última y la penúltima, que están muy próximas. Esta es la razón por la que muestran varios estados de oxidación y éstos son variables. El carácter no metálico y la capacidad de formación de enlaces covalentes aumenta según lo hace el número de oxidación del metal: para compuestos de los mismos elementos en diferentes proporciones, es más iónico aquel que tiene el metal en su estado de oxidación inferior. Por lo mismo, los óxidos e hidróxidos en los estados de oxidación superiores son más ácidos que los mismos compuestos con estados de oxidación inferiores del mismo elemento, mientras que los compuestos con números de oxidación intermedios son anfóteros.
Los 40 elementos de los grupos 3 al 12 de la parte central de la Tabla Periódica se denominan metales de transición debido a su carácter intermedio o de transición entre los metales de la izquierda (más electropositivos, alcalinos y alcalinotérreos) y los elementos de la derecha (más electronegativos, formadores de ácidos). Llenan orbitales d de la penúltima capa; estos electrones d son los responsables principales de sus propiedades
Historia
• Descubridor: William Gregor.
• Lugar de descubrimiento: Inglaterra.
• Año de descubrimiento: 1791.
• Origen del nombre: Por los Titanes, hijos de Urano (el cielo) y gea (la tierra). Eran inmortales y prácticamente indestructibles.
• Obtención: En 179, Gregor descubrió este metal mientras investigaba una arena negra de Cornualles. tres años más tarde, Klaproth halló el mismo elemento en el mineral rutilo y lo llamó titanio.

Métodos de obtención
• Se trata el mineral con cloro, en presencia de coque, para formar tetracloruro de titanio; este último se reduce pasándolo por magnesio líquido (800 ºC) en atmósfera de argón.
• A pequeña escala se vaporiza y se descompone a vacío el tetrayoduro de titanio. Posteriormente, el metal se purifica mediante fusión por zonas.

Aplicaciones
• Se usa en aleaciones con aluminio, manganeso, hierro, etc. Estas aleaciones se utilizan para aplicaciones donde son necesarios materiales resistentes, ligeros y capaces de resistir temperaturas extremas: misiles, rotores de ultracentrífuga y en rotores de turbinas en aviones.
• Por su buena resistencia al agua del mar se utiliza en ejes de propulsión, aparejos y otras partes que estén expuestas al agua salada. Se utiliza un ánodo de titanio, recubierto con platino, para dar protección catódica frente a la corrosión por agua salada.
• El dióxido de titanio es un pigmento blanco empleado en pinturas exteriores, debido a su inercia química. Además posee un gran poder de recubrimiento y opacidad al daño por radiaciones ultravioleta. También se usa este compuesto como agente blanqueador y opacador en esmaltes de porcelana.
• El tetracloruro de titanio se usa para irisar vidrio, producir nieblas artificiales y como catalizador.
• El carburo de titanio se utiliza en la fabricación de sierras.

Descripción General
Métodos de obtención
• Método Kroll: reducción del cloruro de circonio con magnesio. Siempre contiene 1-3 % de hafnio, que va ligado al circonio en los minerales y del cual es difícil de separar.

Descripción General
historia
• Descubridor: Martin Heinrich Klaproth.
• Lugar de descubrimiento: Alemania.
• Año de descubrimiento: 1789.
• Origen del nombre: De la palabra árabe "zargun", que significa "color dorado" en referencia a la piedra preciosa conocida hoy día como circón (silicato de circonio).
• Obtención: En 1789, Klaproth analizó una piedra semipreciosa llamada circón, de la cual extrajo un óxido llamado circonia (dióxido de circonio), que contenía un nuevo elemento. Berzelius obtuvo por vez primera el circonio, en forma impura, en 1824, calentando una mezcla de potasio y fluoruro de potasio y circonio en un tubo de hierro.

Aplicaciones
• El circonio se emplea como revestimiento de elementos de combustible en la industria nuclear, debido a que tiene una sección de captura de neutrones térmicos muy baja.
• Aleado con níquel se utiliza en aquellos procesos industriales en que se trabaja con sustancias corrosivas, ya que esta aleación es muy resistente frente a ácidos y bases.
• Aleado con zinc se obtiene un material que es magnético por debajo de los 35 K.
• Aleado con niobio es un superconductor a bajas temperaturas y se utiliza para construir imanes superconductores.
• El óxido de circonio se emplea como piedra preciosa imitación del diamante.
• El óxido de circonio impuro se usa para fabricar crisoles de laboratorio, que resisten grandes cambios de temperatura. También se emplea en el recubrimiento de hornos metalúrgicos y en la industria del vidrio y la cerámica como material refractario.

 HAFNIO
Aplicaciones
• Se emplea en barras de control de reactores de submarinos nucleares, ya que posee una buena sección de captura de neutrones térmicos, unas excelentes propiedades mecánicas y gran resistencia a la corrosión.
• Se utiliza en lámparas de gas e incandescentes.
• Se usa para eliminar oxígeno y nitrógeno de tubos de vacío.

Descripción General
Historia
• Descubridor: Dirk Coster, George Charles von Hevesy.
• Lugar de descubrimiento: Dinamarca.
• Año de descubrimiento: 1923.
• Origen del nombre: De la palabra latina "Hafnia" que era el nombre en latín de la ciudad de Copenhague, en honor a la ciudad en que fue descubierto el elemento.
• Obtención: Muchos años antes de su descubrimiento se pensaba que este elemento estaría presente en varios minerales de circonio. De acuerdo con las indicaciones de Bohr, se esperaba que este nuevo elemento apareciera asociado al circonio y que tendría unas propiedades análogas a él. Finalmente el hafnio se identificó en un mineral de circonio mediante espectroscopía de rayos X. Para separar el circonio del hafnio se efectuaron recristalizaciones repetidas de los fluoruros dobles de amonio o potasio. El hafnio metálico se preparó pasando vapor de tetrayoduro de hafnio por un filamento de wolframio caliente.

Métodos de obtención
• Se obtiene por reducción del tetracloruro de hafnio con sodio o magnesio.
Métodos de obtención
• Los métodos para obtenerlo siguen siendo los mismos que los que se usaron inicialmente.
Aplicaciones
• No tiene, ya que no se puede sintetizar una cantidad suficiente para su estudio.
Descripción General
Historia
• Descubridor: Trabajadores del Instituto Nuclear de Dubna y de la Universidad de California, Berkeley, USA.
• Lugar de descubrimiento: USA, Rusia.
• Año de descubrimiento: 1964.
• Origen del nombre: Para este elemento hay dos nombres propuestos: Kurchatovio (Ku) en honor a Igor Kurchatov (propuesto por los rusos) y Rutherfordio (Rf) en honor a E. Rutherford (propuesto por los americanos). Finalmente, el nombre aceptado ha sido el de rutherfordio.
• Obtención: Los rusos lo obtuvieron mediante reacciones de colisión entre los isótopos 242Pu y 22Ne. Los americanos lo consiguieron por reacción de colisión entre 249Cf y 12C.
• Compuestos oxigenados
. La química de los compuestos oxigenados de estos elementos y del titanio en particular es bien compleja por la gran facilidad que presenta el Ti de formar enlaces con el oxígeno. Los óxidos principales son los dióxidos, y de hecho el TiO2 es el más importante compuesto de todos los elementos del grupo.
El TiO2 existe a temperatura ambiente en tres modificaciones cristalinas que se encuentran como formas minerales en la naturaleza: rutilo (la más abundante), brookita y anatasa (Fig. 1). La mayoría de los dióxidos y difluoruros iónicos adoptan la estructura de rutilo cuando las relaciones de tamaño de los iones favorecen la hexacoordinación del metal.

• Haluros.
Entre los haluros, los más importantes son los correspondientes al estado de oxidación (IV), estando los doce del grupo bien caracterizados. Posiblemente en fase de vapor todos los tetra haluros de Ti formen moléculas discretas, lo que puede ser relacionado con la estructura apolar de las moléculas, estructura que se mantiene aún en fase sólida con excepción del fluoruro. Todos los tetra haluros son higroscópicos y se hidrolizan fuertemente, en particular los cloruros y bromuros (recuérdese que la distancia de enlace en el fluoruro es muy pequeña y por lo tanto el enlace F – M es muy fuerte; en el caso de los yoduros, el factor estérico debido al tamaño del átomo de yodo impide el ataque nucleofílico que inicia la hidrólisis):
TiCl4 (l) + 2 H2O = TiO2(s) + 4 HCl(a)
Con pequeña cantidad de agua o en medio clorhídrico, tiene lugar la hidrólisis parcial y se pueden formar productos intermedios como el TiOCl2. Es por esto que el TiCl4 “humea” al aire húmedo.
TiCl4 (l) + H2O = TiOCl2(s) + 2 HCl (ac)
(Defecto)
También se conocen los trihaluros (excepto el HfF3) y los dihaluros (excepto los fluoruros de los tres metales), pero son muy reductores

• Complejos de titanio.
En el estado de oxidación (IV), donde la configuración electrónica resultante es d0 se han preparado un gran número de complejos, que son invariablemente diamagnéticos. El número de coordinación más usual es 6, aunque son posibles las coordinaciones 7 y 8, más propias de Zr y Hf.
Son comunes los complejos de Ti (IV) con iones haluro, pero son muy susceptibles de hidrolizarse, por lo que son difíciles de preparar.
Se conocen también muchos complejos con ligandos que poseen átomos de oxígeno donante, como el acetilacetonato (acac). En este grupo debe mencionarse la formación de peroxo complejos, que constituye el más sensible método de detección de peróxido de hidrógeno, ya que cuando se añade H2O2 a una disolución acidulada de titanio (IV) se produce un intenso color naranja, posiblemente debido al peroxo complejo de fórmula [Ti(OH)(O2)(H2O)x]+. Son también importantes los complejos del tipo alcóxidos.
Se conoce también un número importante de complejos en aparentes estados de oxidación bajos, que incluyen al 0 y estados negativos. Algunos ejemplos son: [Ti(bipy)3], Li[Ti(bipy)3] y Li2[Ti(bipy)3], obtenidos por reducción con litio de TiCl4 disuelto en tetrahidrofurano y en presencia de bipiridilo.
Full transcript