Grupos 11 y 12

1. Grupos 11 y 12

2. Generalidades del grupo 11 • Todos son metales • Presentan un nivel d completo • Son metales nobles • Presentan brillo y son buenos conductores de electricidad • Son sólidos • Altos puntos de fusión •  La reactividad disminuye con el aumento del número atómico. • Nativos en al naturaleza excepto el Unununio.

3. Cobre

4. Obtención: CuFeS2 (calcopirita) Turquesa CuAl(PO4)4(OH)8 4H2O

5. Cu2S (Calcosina) Cu2CO3(OH)2 (Malaquita) Cu5FeS4 (Bornita) El cobre y el oro son los dos metales amarillos, aunque una delgada capa de óxido de cobre (I), a menudo hace que el cobre se vea rojizo. El color se debe a que el banda d ocupada por el metal sólo está 220KJ/mol por debajo de la banda s-p en cuanto a energía. Esto hace que los fotones del intervalo de energía correspondiente (regiones azul y verde del espectro) exciten a los electrones de la banda superior. Por tanto, el cobre refleja el amarillo y el rojo.

6. Pirometalurgia • 4 CuFeS2 (s) + 9 O2 (g) →2 Cu2S (l) + 6 SO2 (g) + 2 Fe2O3 (s) • 2 Cu2S (l) + 3 O2 (g) → Cu2O (s) + 2 SO2 (g) • Cu2S (l) + 2 Cu2O (s) →6 Cu (l) + SO2 (g) • Ventajas:Su química y tecnología son conocidas, hay muchas fundidoras de cobre existentes y es un proceso rápido. • Desventajas:La mena debe estar relativamente concentrada, el proceso de fundición consume mucha energía y se producen muchas emisiones de dióxido de azufre.

7. Hidrometalurgia • 2 CuFeS2(s) + H2SO4(ac) + 4O2 (g) → 2 CuSO4 (ac) + 3 S (s) + Fe2O3 (s) + H2O (l) • 2 H2O (l) → O2 (g) + H+ (ac) + 4 e- • Cu2+ (ac) + 2e- → Cu (s) • Ventajas:Sus subproductos son un problema menos grave que los gases de chimenea y la escoria de una fundidora, se pueden construir plantas a pequeña escala y se consume menos energía.

8. Principales Reacciones del Cu • Reacciona con el aire: • 2Cu (s) + O2 (g) → 2 CuO (s) • Con la atmósfera húmeda: • 2Cu(s) + H2O(g) + CO2 + O2 → Cu(OH)2 + CuCO3(s) • Con ácidos: • Cu (s) + 2 H2SO4 (ac) →CuSO4 (s) + 2 H2O (l) + SO2 (g) • Con halógenos • Forma compuestos de coordinación

9. Aplicaciones: • Tiene la conductividad térmica más alta de todos los metales por lo que se utiliza en utensilios de cocina. • Se utiliza en cableado eléctrico y tuberías. • Es un bactericida. • Ayuda a la formación de hemoglobina (oligoelemento) • Presente en los cloroplastos de las plantas; participa en la fotosíntesis.

10. Aleaciones Bronce 80% cobre10% estaño 10% zinc Plata Sterling92.5% plata7.5% cobre Latón 77% cobre 23% zinc

11. Es relativamente costoso para ser un metal común. La fabricación de monedas de 1 centavo en EUA costaría hoy más que su valor, por lo que sólo la capa exterior es de cobre. • Fue uno de los primeros metales utilizados por el ser humano. • Se ha propuesto implementar cobre para disminuir infecciones dentro de los hospitales. • Está presente en el agua potable.

12. Plata

13. La plata se encuentra nativa, combinada con azufre (argentita, Ag2S),arsénico(proustita, Ag3AsS3),antimonio(pirargirita, Ag3SbS3)o cloro (plata cornea, AgCl).El metal se obtiene principalmente de minas de cobre, cobre-niquel,oro, plomo y plomo-zinc de México, Canadá, el Perú y los Estados Unidos. • La producción mundial de plata durante el 2010 alcanzó un total de 22.200 toneladas métricas de plata. Los principales países productores de plata son Perú y Méxicoque representan por sí solos 1/3 de la producción mundial de plata.

14. Un método de extracción del metal implica el tratamiento de sulfuro de plata (I) pulverizado con una solución aereada de cianuro de sodio, proceso que extrae la plata como ion dicianoargentato (I), [Ag(CN)₂]¯:2AgS(s) + 8CN¯(ac) + O₂ (g) + 2 H₂O(I) → 4[Ag(CN)₂]¯(ac) + 2S(s) + 40H¯(ac) • La adición de zinc metálico causa una reacción de sustitución sencilla en la se forma el ion tetracianozincato, [Zn(CN)₄]²¯, que es muy estable:2 [Ag(CN)₂]¯(ac) + Zn(s) → 2Ag(s) + [Zn(CN)₄]²¯(ac) • El metal puro se obtiene por electrolisis, utilizando como electrolito una solución de nitrato de plata acidificada, con la palta impura como ánodo y una tira de plata pura como cátodo:Ag(s) → Ag⁺(ac) + e¯ (ánodo)Ag⁺(ac) + e¯ → Ag (s) (cátodo)

15. En casi todos los compuestos simples de plata, el metal tiene un numero de oxidación de +1; y el ion Ag⁺ es el único ion del elemento estable en agua. Por tanto, es común usar “plata” en lugar de “plata (I)”. • El compuesto de plata mas importante es el nitrato de plata blanco. Esta, la única sal de plata muy soluble en agua, da el ion plata hidratado incoloro cuando se disuelve en agua. El nitrato de plata se usa industrialmente en la preparación de otros compuestos de plata, sobre todo los halogenuros de plata que se emplean en fotografía. En el laboratorio se usa una solución estándar de nitrato de plata para los ensayos de los iones cloruro, bromuro y yoduro. En análisis cualitativo, el halogenuro se puede identificar por su color: • Ag⁺(ac) + Cl¯(ac) → AgCl(s) (blanco) Kps= 2x10¯¹⁰ • Ag⁺(ac) + Br¯(ac) → AgBr(s) (crema) Kps= 5x10¯¹³ • Ag⁺(ac) + I¯(ac) → AgI(s) (amarillo) Kps= 8x10¯¹⁷

16. El metal de aleación por excelencia es el cobre que endurece la plata hasta contenidos del 5% (lo que se conoce como plata de ley), aunque se han utilizados platas con contenidos mayores de cobre. Las adiciones de cobre no alteran el color de la plata incluso hasta contenidos del 50%, aunque en éste caso el color se conserva en una capa superficial que al desgastarse mostrará una aleación de color rojizo, tanto más acusado cuanta mayor sea la cantidad de cobre. También se han usado aleaciones con cadmio en joyería ya que éste elemento le confiere a la aleación una ductilidad y maleabilidad adecuados para el trabajo del metal. • Entre los compuestos de importancia industrial destacan: • El fulminato es un potente explosivo. • El nitrato y los haluros (bromuro, cloruro y yoduro) reaccionan a la luz y se usan en emulsiones fotográficas.

17. Aplicaciones: • El uso principal de la plata es como metal precioso, y sus sales, especialmente el nitrato de plata se emplean en la industria fotográfica. • En joyería y platería para fabricar gran variedad de artículos ornamentales y de uso domestico cotidiano, y con menor grado de pureza, en artículos de bisutería. • La plata se ha empleado para fabricar monedas desde 700 a.C. inicialmente con electrum, aleación de oro y plata, y mas tarde de plata pura. • En aleaciones para piezas dentales. • Catalizador en reacciones de oxidación.

18. Armas blancas, tales como espadas, lanzas o puntas de flecha. • En electrónica, por su elevada conductividad es empleada cada vez mas, por ejemplo, en los contactos de circuitos integrados y teclados de ordenador. • En la mayoría de competencias deportivas se entrega una medalla de plata al subcampeón de la competencia. • El ion plata es un bactericida, y se colocan soluciones diluidas de nitrato de plata en los ojos de los bebes recién nacidos para evitar infecciones.

19. Oro

20. Necrópolis de Varna (4600 ac.) cuna de la civilizacion europea • Egipto (3600 ac.) • Mesopotamia (2600 ac.) Isótopos ¹⁹⁷Au; único natural y estable 36 radioisótopos con masas entre 169 y 205 umas Abundancia 3.1 ppm México: 12° productor de oro 60 toneladas en 2010

21. Generalmente se encuentra en estado elemental • Calaverita AuTe₂ Lixivación 4Au(s) + 8CN-(aq) + 2H2O(l) + O2(g) → 4[Au(CN)2]-(aq) + 4OH-(aq) Ya en disolución se usa carbón activado para absorber el oro y eliminar las impurezas, después se mezcla con NaCN y NaOH para desprender el complejo de oro del carbón activado Electrólisis En el ánodo: 4OH- → O2 + 2H2O +4e- En el cátodo: e- + [Au(CN)2]- → Au + 2CN- finalmente: 4OH- + 4[Au(CN)2]- → 4Au + 8CN- + O2 + 2H2O

22. Compuestos del Oro: Haluros: Flúor Cloro Bromo Yodo AuF₃ AuClAuBrAuI AuF₅ Au₂Cl₆ Au₂Br₆ AuI₃ Au₄Cl₈ Óxidos Sulfuros SelenurosTelerurosNitruros Au₂O₃ Au₂SAuSeAuTe₂ AuN Au₂S₃ Au₂Se₃

23.  [Au(CN)2]- •  (H3O)[AuCl4].3H2O •  [Au(NH3)4]3+ Aniones plano cuadrados • [AuX4]- X: F⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻, CN⁻, SCN⁻, NO₃⁻ COMPUESTOS CLUSTER • [(Ph3P)10Au12Ag12PtCl7]-

24. Principales Reacciones del Au • Aire Es estable a condiciones normales aunque se disuelve en soluciones acuosas de cianuro en presencia del aire • Agua no reacciona con el agua • Halógenos 2Au(s) + 3Cl2(g) → 2AuCl3(s) 2Au(s) + 3Br2(g) → 2AuBr3(s) 2Au(s) + I2(g) → 2AuI(s) Disoluciones de cloro, cloruro de trimetilamionio y de acetonitrilo disuelven el oro • Reacciona en agua regia • No reacciona con bases acuosas

25. Aplicaciones: • Se emplea como recubrimiento protector en muchos satélites debido a que es un buen reflector de la luz infrarroja. • El isótopo de oro 198Au, con un periodo de semidesintegración de 2,7 días, se emplea en algunos tratamientos de cáncer y otras enfermedades. • Como la plata, el oro puede formar fuertes amalgamas con el mercurio que a veces se emplea en empastes dentales. • Se usa en la electrónica por su conductividad y su poca reactividad

26. Una onza de oro puede moldearse en una lámina que cubra 28 m² • Se calculaque hay 13.7 millones de toneladas de oro en el mar • Su color dorado se debe a efectosrelativistassobresusorbitales, pero en polvosmuyfinospuede ser de color negro, rubi o púrpura. • El oro se usó en los primeros cables en vez del cobre, pero fue sustituido por plata debido a los robos que se producían. Asimismo, cambiaron la plata por cobre por los robos

27. Roentgenio

28. Su forma natural es desconocido, presuntamente sólido. Aspecto desconocido, probablemente metálico plateado blanco o gris. • Anteriormente llamado unununio. • Fue descubierto en 1994 por científicos alemanes en Darmstadt. En noviembre del 2004 recibió el nombre de “Roentgenio” en honor a WilhelmConrad Roentgen (1845-1923), premio Nobel de Física, descubridor de los rayos X. • El Roentgenio se obtiene a través del bombardeo de hojas de bismuto (Bi) con iones de níquel (Ni), decayendo en 1,5 milisegundos.

29. Bombardearon átomos de bismuto 209 con iones de níquel 64 con un aparato conocido como acelerador lineal. Esto produjo tres átomos de “unununio” 272, un isótopo de una vida media de alrededor de 1,5 milisegundos (0,0015 segundos), y liberación de un neutrón. • Al ser tan inestable, cualquier cantidad formada se descompondrá en otros elementos con tanta rapidez que no existe razón para estudiar sus efectos en la salud humana. • 209Pb + 64Ni → 272Rg + 1n

30. Generalidades del grupo 12 • Son metales • Presentan brillo y conducen electricidad • Son muy estables debido a su configuración electrónica • Presentan su nivel d completo • Son sólidos a temperatura ambiente con excepción del Hg • Más nobles, aumentando conforme aumenta el numero atómico • Puntos de ebullición y fusión bajos.

31. Cinc

32. Se conocen 15 isotopos de los cuales solo 5 son estables ( 64, 66, 67, 68 y 70) • Sus principales mena es la blenda (ZnS), su obtención se basa en tostar el zinc al aire, provocando la oxidación del mismo: • ZnS (s) + 3/2O2(g) → ZnO(s) + SO2 (g) • Posteriormente es reducido con C para obtener el Zn puro. • ZnO+ C → Zn +CO Δ

33. Principales reacciones del Zn • Óxidos: ZnS(s) +3/2 O2 (g) → ZnO(s) +SO2(g) • Hidroxido: Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2 Zn(OH)2(s) + 2H-(ac) → Zn2+(ac) +2H2O (l) • Ácidos: Zn(s) + 2H+ →Zn2+(aq) + H2(g)

34. Haluros Zn (s) + 2 HCl (ac) → ZnCl2 (s) + H2 (g) • Sulfatos Zn + H2SO4 → ZnSO4 +H2 ZnS + 2O2 → ZnSO4 ZnO + H2SO4 → ZnSO4 +H2O • Sulfuros Zn + S → ZnS • Reacción con elementos no metálicos 2ZnO + SiO2 → Zn2(SiO4) • Formación de complejos [Zn(H2O)4]² + + NH3 œ → [Zn(H2O)3(NH3)]² + + H2O

35. Aplicaciones: • Galvanizaciones • Aleaciones • Pinturas • Pilas alcalinas • Cementos dentales

36. Cadmio

37. Metal blanco azulado, dúctil y maleable. • Toxicidad simililar al mercurio. • Abundancia en la corteza terrestre: 150 ppm Isótopos • 6 naturales (108,110,111,112,114 y 116) • ¹¹⁴Cd mas estable • 27 radioisótopos

38. Obtención • Se encuentra como residuo en la obtención del zinc • la greenockita (CdS) es el único mineral que contiene cadmio aunque no es una fuente comercial • Haluros CdF₂ CdCl ₂ CdBr₂ CdI₂ • Hidruros CdH₂ • Óxidos CdOCdO₂ • Sulfuros CdS • TeleruroCdTe • SelenurosCdSe • NitrurosCd₃N₂

39. En Combustión 2Cd(s) + O2(g) → 2CdO(s) • Halogenuros Cd(s) + F2(g) → CdF2(s) Cd(s) + Br2(g) → CdBr2(s) Cd(s) + I2(g) → CdI2(s) • Ácidos Cd(s) + H2SO4(aq) → Cd2+(aq) + SO42-(aq) + H2(g) CdO + 2HNO3 → Cd(NO3)2 + H2O CdCO3 + 2 HNO3 → Cd(NO3)2 + CO2 + H2O Cd + 4 HNO3 → 2 NO2 + 2 H2O + Cd(NO3)2 • Bases: No reaccionacon bases acuosas • Agua : No reaccionaconagua

40. Aplicaciones: • El CdS se usa como pigmento amarillo • Es un componente de las baterías Ni-Cd • Se usa como protector en reactores nucleares • Fabricación de lásers de helio-cadmio • Sulfuros,teleruros y selenuros se usan como semiconductores • Barras de soldadura • Protecciones contra la corrosión • Disminuye el punto de fusión de otros metales en una aleación

41. Mercurio

42. Siete isótopos naturales: 196-Hg , 198-Hg, 199-Hg, 200-Hg, 201-Hg, 202-Hg, 204-Hg. • Veintisiete inestables, cuyos períodos de semidesintegración oscilan entre los 0.2 segundos 177-Hg y los 444 años 194-Hg • Es un metal pesado plateado que a temperatura ambiente es un líquido inodoro. • No es buen conductor del calor comparado con otros metales, aunque es buen conductor de la electricidad. • Se alea fácilmente con muchos otros metales como el oro o la plata produciendo amalgamas, pero no con el hierro. • Cuando aumenta su temperatura-por encima del los 40 °C - produce vapores tóxicos y corrosivos.

43. En sus compuestos, el mercurio se encuentra en los estados de oxidación +2, +1; por ejemplo, HgCl2, Hg2Cl2 o Hg3(AsF6)2. • Se encuentra comúnmente como su sulfuro HgS, con frecuencia como rojo de cinabrio y con menos abundancia comometacinabrio negro. • Un mineral menos común es el cloruro de mercurio(I) • La tensión superficial de mercurio líquido es de 484dinas/cm³, seis veces mayor que la del agua en contacto con el aire. Por consiguiente, el mercurio no puede mojar ninguna superficie con la cual esté en contacto.

44. Aplicaciones: • Enchufes, interruptores, lámparas fluorescentes y como catalizador. • Antiguamente se usaba también para la fabricación de espejos y en instrumentos de medición principalmente termómetros ( en los países de la Unión Europea está prohibido con este último fin desde el 3 de abril de 2009)

45. Compuesto en los empastes de muelas, pero que ha sido sustituido hace poco tiempo (en los países más desarrollados), por el bismuto de propiedades semejantes, ligeramente menos tóxico. • En medicina:mercoquinol (oxiquinolinsulfonato de mercurio)hidrargirol (parafeniltoniato o parafenolsulfonato de mercurio) • MERTHIOLATE “El thiomersal” (C9H9HgNaO2S)

46. Copernicio

47. Su apariencia física no se conoce aún, pero podría hacerse, sabiendo que por ahora el isótopo conocido, de 285 de masa atómica, tiene una vida media de unos 0,24 milisegundos. • A principios de 2009, la IUPAC confirmó oficialmente el descubrimiento por el laboratorio GSI HelmholtzzentrumfürSchwerionenforschung (Centro de investigación de Iones Pesados) en Darmstadt.

48. En julio de 2009 el grupo del profesor SigurdHofmann propuso el nombre Copernicio y el símbolo Cp en honor del científico y astrónomo Nicolás Copérnico (1473-1543). • No obstante, se cambió el posible símbolo Cp, por Cn, ya que el símbolo estaba antiguamente asociado al cassiopium (cuyo nombre oficial es lutecio [Lu]); y, además, en química orgánica ya existe el símbolo Cp, que indica el ciclopentadieno. Por tanto, el 19 de febrero de 2010 la IUPAC expuso oficialmente la denominación y el símbolo del elemento 112. • 208Pb + 70Zn → 277Cn + 1n

49. Este elemento, que en realidad fue descubierto en 1996, confirmando su existencia, aunque sólo han conseguido producir, literalmente, cuatro átomos de él. • Hofmann y su equipo fueron capaces de producir por primera vez el Copernicio en el GSI, el 9 de febrero de 1996. Usando los 100 metros del gran acelerador GSI (un acelerador de partículas), que disparaba iones de zinc sobre una lámina de plomo. La fusión de los núcleos atómicos de ambos elementos producía un átomo del nuevo elemento 112. Sin embargo, el átomo únicamente se mantenía estable durante una fracción de segundo.

50. Referencias • http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/zn.html • http://www.eco-usa.net/toxics/quimicos-s/zinc.shtml • http://webelements.com/ • Rayner-Canham, G. , Química Inorgánica Descriptiva, México, Pearson Educación, 2000. • Wulfsberg, G. , Principles of Descriptive Inorganic Chemistry, Mill Valley, Ca., University Science Books, 1991. • Cotton, F.A., Wilkinson,G., Murillo, C.A., Bochmann, M. , Advanced Inorganic Chemistry, New York, John Wiley & Sons, Inc, 1999.