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Cuestionario - Grupo 14

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1. ¿Cuáles son las formas de carbono que poseen un alto grado de cristalinidad?

Negro de carbón, carbón activado y fibras de carbón.


2. ¿A qué se debe la basicidad de Lewis muy baja del (H3Si)3N?
Debido a que la electronegatividad del silicio es más baja que la del carbono, el enlace Si-N es
más polar que el enlace C-N lo que conlleva una repulsión electrostática, esto es debido a los
orbitales d en el enlace permitido en la hibridación sp2 alrededor del nitrógeno y la
deslocalización del par no compartido por medio de un enlace π.
3. Escriba la reacción para la obtención de Silicio a partir del dióxido de sílice.
𝑺𝑺𝑺𝑺𝑶𝑶𝟐𝟐 (𝒔𝒔) + 𝟐𝟐𝑪𝑪(𝒈𝒈) → 𝑺𝑺𝑺𝑺(𝒔𝒔) + 𝟐𝟐𝟐𝟐𝑶𝑶(𝒈𝒈)

4. ¿Qué utilidad tienen los compuestos de carbono con oxígeno y azufre?


Son agentes reductores para producción de hierro ya que son excelentes ligandos en la química
de metales.
5. ¿Qué propiedades tiene el gas cianógeno?
Él gas cianógeno es tóxico, inflamable, se disocia en el gas cianuro (CN-) y se lo conoce como un
seudohalogeno debido a su similitud de comportamiento con los halógenos,
6. ¿Los tetrahalometanos son estables o inestables respecto a la hidrólisis? Escriba la ecuación
Son termodinámicamente inestables respecto al hidrolisis
𝐶𝐶𝑋𝑋4 (𝑔𝑔, 𝑙𝑙) + 2𝐻𝐻2 𝑂𝑂(𝑔𝑔) → 𝐶𝐶𝑂𝑂2 (𝑔𝑔) + 4𝐻𝐻𝐻𝐻(𝑎𝑎𝑎𝑎)
7. Escriba una reacción en donde se evidencie la oxidación y protonación de un carburo salino
El 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2 (𝑠𝑠) tiene una alta densidad electrónica sobre el carbono de modo que se oxidan y
protonan con facilidad.
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2 (𝑠𝑠) + 2𝐻𝐻2 𝑂𝑂(𝑙𝑙) → 𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑂𝑂𝑂𝑂)2 (𝑠𝑠) + 𝐻𝐻𝐻𝐻 ≡ 𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑔𝑔)

8. Indique la clasificación de los carburos con algunas características.

1) Carburos Salinos.- Los cuales son sólidos muy iónicos, formados por los grupos 1, 2 y AI.

2) Carburos Metálicos.- Los cuales tienen conductividad y lustre metálico, constituido por los
elementos del bloque d.

3) Carburos Metaloide.- Los cuales son covalentes duros formados por boro y Silicio.

9. ¿Cuál es el hidrocarburo más simple y mencione algunas características?


Metano (CH4) es el hidrocarburo más simple es combustible, no se hidroliza y reacciona con
halógenos en la luz ultravioleta.

10. ¿Cómo se produce el ión formato (𝑯𝑯𝑯𝑯𝑶𝑶−


𝟐𝟐 ) a partir de monóxido de carbono (CO)?

A pesar de que el CO tiene una basicidad de Bronsted baja y una acides insignificante, puede
reaccionar a partir del ataque de bases de Lewis fuertes (altas presiones y temperaturas)

𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑔𝑔) + 𝑂𝑂𝑂𝑂 −(𝑠𝑠) → 𝐻𝐻𝐻𝐻𝑂𝑂2− (𝑠𝑠)

11. ¿Porque se les conoce a los carburos metálicos como carburos intersticiales?
Debido a que sus estructuras están relacionadas con la de los metales que han sufrido inserción
de átomos de C, en huecos octaédricos, su dureza y otras propiedades demuestran el fuerte
enlace M-C, presente en ellos.
12. ¿Cómo se prepara el carbono activado y para qué sirve?

Se prepara a partir de pirolisis controlada de material orgánico, posee una amplia área superficial
que surge del pequeño tamaño de sus partículas. Es un absorbente eficaz de contaminantes
orgánicos del agua o gases nocivos del aire.
13. ¿Indique cuáles son las diferencias que existe entre el CO2 y el CO?
• El enlace C-O es más largo y las constantes de fuerza de alargamiento son más pequeñas en
el CO2 que en el CO.
• El CO2 es solo un ácido de Lewis muy débil.
• El dióxido de carbono es una de las moléculas poliatómicas que están involucradas en el
efecto invernadero.

14. Escriba la reacción de hidrolisis controlada del compuesto de intercalación de grafito KC8

2KC8(s) + 2H2O(g)  16C (grafico) + 2KOH (s) + H2(g)

15. Escriba la fórmula de una subclase de malla molecular conocida como zeolita y mencione
que tiene su estructura

Estilbita-Ca: NaCa4(Si27Al9)O72*28H2O

Su estructura tiene aluminosilicatos con cationes atrapados en túneles o jaulas que son
definidas por la estructura cristalina.
16. ¿Cuáles son las diferencias entre el CO2 y el CO?
Estos dos compuestos se diferencian por que el enlace C-O es más largo y las constantes de fuerza
de alargamiento son pequeñas en el CO2 que en el CO, además, el CO2 es un ácido de Lewis débil.
El CO2 es un de las moléculas poliatómicas que participan en el efecto de invernadero.

17. ¿Por qué los compuestos organometálicos son de gran importancia comercial?

Los compuestos organometálicos son utilizados son para estabilizar el poli (cloruro de vinilo)
como agentes antiincrustantes en los buques, conservantes de madera y pesticidas.

18. De un ejemplo de un mineral basado en una estructura de aluminosilicatos


tridimensionales.

Los feldespatos que contribuyen a la clase más importante de los minerales de las rocas

19. En qué consiste el proceso de Rochow

Este proceso proporciona una ruta industrial rentable para metilclorosilano que es un material
de partida importante en la fabricación de siliconas. La reacción produce oligómeros que
contienen al grupo de silicio tetraédrico y átomos de oxígeno que forman puentes de Si------O---
---O-----Si.

20. Presente la estructura molecular del diamante y explique.

En el diamante cada átomo de carbono forma enlaces sencillos


Con cuatro átomos de carbono adyacentes en los vértices del tetraedro, resultando así una
estructura tridimensional rígida y covalente con conductividad térmica debido a que la
estructura distribuye con gran eficiencia el movimiento térmico en las tres dimensiones.

21. Explique las diferencias entre la estructura del grafito y diamante.


El grafito consta de apilamientos de capas planas dentro de las cuales cada átomo de C tiene 3
vecinos a 142nm. Mientras que, en el diamante cada átomo de C forma enlaces sencillos con
cuatro átomos de C adyacentes en los vértices del tetraedro.
22. Coloque la reacción para la preparación de fosfógeno, 𝑶𝑶𝑶𝑶𝑪𝑪𝑪𝑪𝟐𝟐 y mencione su utilidad.
Para la preparación del fosfógeno se combina cloro con monóxido de carbono.
𝐶𝐶𝐶𝐶 + 𝐶𝐶𝐶𝐶2 → 𝑂𝑂𝑂𝑂𝐶𝐶𝐶𝐶2
La utilidad del fosfógeno reside en la facilidad del desplazamiento nucleofílico de cloro para
producir compuestos carbonilicos e isocianatos.
23. Exponga diferencias entre el 𝑪𝑪𝑪𝑪 y 𝑪𝑪𝑶𝑶𝟐𝟐 .
El enlace C-O es más largo y las constantes de fuerza de alargamiento son más pequeñas en el
𝐶𝐶𝑂𝑂2 que en el 𝐶𝐶𝐶𝐶. El 𝐶𝐶𝑂𝑂2 es sólo un ácido de Lewis muy débil y es una de las moléculas
poliatómicas que están involucras en el efecto invernadero.
24. Escriba las principales rutas sintéticas para obtener carburos salinos y acetiluros de los
grupos 1 y 2.
Reacción directa entre los elementos a altas temperaturas.
>2000 °C
𝐶𝐶𝐶𝐶 + 2𝐶𝐶 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2
Reacción entre un óxido metálico y carbono a alta temperatura.
2000 °C
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 + 3𝐶𝐶 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2 + 𝐶𝐶𝐶𝐶
Reacción entre el etileno (acetileno) con una solución de un metal en amonio.
2𝑁𝑁𝑁𝑁 + 𝐶𝐶2 𝐻𝐻2 → 𝑁𝑁𝑁𝑁2 𝐶𝐶2 + 𝐻𝐻2

25. ¿Qué son las mallas moleculares y las zeolitas?


Estas sustancias microporosas son aluminosilicatos de estructura abierta cuyas aberturas son de
dimensiones moleculares permitiendo la absorción de moléculas más pequeñas. Las zeolitas son
una subclase de estas mallas y tienen una estructura de aluminosilicatos con cationes atrapados
en túneles o jaulas, además pueden intercambiar sus iones por los de una solución circundante.

26. Diferencias entre el diamante y el grafito.


Son dos formas comunes del carbono elemental, siendo el diamante la piedra preciosa más dura
y abrasiva, buen aislante eléctrico, con durabilidad, claridad y alto índice de refracción; mientras
que el grafito es un buen conductor, (parcialmente oxidado) lubricante, suave y negro con lustre
ligeramente metálico.
27. Estructura del grafito.
Es un apilamiento de capas planas dentro de las cuales cada átomo de carbono tiene 3 vecinos a
142nm unidos con enlaces (ơ) formados a partir del traslapo de orbitales híbridos sp2 mientras
que los orbitales p perpendiculares restantes se traslapan en enlaces π que están deslocalizados
sobre el plano, que se encuentran separados 335 nm de otro plano por lo que se denomina a
esta región entre planos como brecha de van der Waals que es la responsable de la fácil ruptura
del grafito y explica los resbaladizo que es.
28. Relacione las letras con los números correspondientes
a) redes hexagonales 1. Carburos intersticiales
b) Tiene basicidad de Lewis 2. carburos metálicos
c) Conductividad y lustre metálico 3. (H3Si)3N
d) Carburos de los metales d 4. compuestos de silicio- metal
Respuesta: (a, 4), (b, 3), (c, 2), (d, 1)
29. Como se denomina a una subclase de malla molecular y para que se las utiliza
Se denominan zeolitas y se las puede utilizar para catálisis heterogénea de la modificación
estructural selectiva de la forma de la molécula
30. Presente la reacción de oxidación del metano y en presencia de un halógeno.
El metano es el hidrocarburo más simple, es combustible, no se hidroliza y reacciona con
alógenos en presencia de luz ultravioleta.
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
CH4 + Cl hv→ CH3 + HCl3 -882KJ/mol

31. Escriba la fórmula de dos ejemplos de mallas moleculares conocidas como zeolitas:
Estilbita- Ca: de formula 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑎𝑎4 (𝑆𝑆𝑖𝑖27 𝐴𝐴𝑙𝑙9 )𝑂𝑂72 ∗ 28𝐻𝐻2 𝑂𝑂
Estilbita-Na: de formula 𝑁𝑁𝑎𝑎9 (𝑆𝑆𝑖𝑖27 𝐴𝐴𝑙𝑙9 )𝑂𝑂72 ∗ 28𝐻𝐻2 𝑂𝑂
32. ¿La hidrólisis de los tetraholegenuros de silicio y de germanio es rápida o lenta y como se
presenta esquemáticamente?
La hidrólisis es rápida y se representa de la siguiente manera:
𝐸𝐸𝑋𝑋4 + 2𝐻𝐻2 𝑂𝑂 → 𝐸𝐸𝑋𝑋4 (𝑂𝑂𝐻𝐻2 )2 → 𝐸𝐸𝑂𝑂2 + 4𝐻𝐻𝐻𝐻
(E= Si O Ge, X= halógeno)
33. ¿En qué consiste los halogenuros de estaño y cuál es la reacción química?
Las soluciones acuosas y no acuosas de las sales de estaño (II) son agentes reductores suaves y
muy útiles, pero deben almacenarse en una atmosfera inerte debido a que la oxidación debida
al aire es espontánea y rápida.

2+ 1 + 4+
𝑆𝑆𝑆𝑆(𝑎𝑎𝑎𝑎) + 𝑂𝑂 + 2𝐻𝐻(𝑎𝑎𝑎𝑎) → 𝑆𝑆𝑆𝑆(𝑎𝑎𝑎𝑎) + 𝐻𝐻2 𝑂𝑂(𝑙𝑙)
2 2(𝑔𝑔)
34. Escriba una reacción entre un oxido metálico y carbono a altas temperaturas
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑙𝑙) + 3𝐶𝐶 (𝑠𝑠) → 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2 (𝑠𝑠)+ CO (g)

35. Mencione las características principales que presenta el diamante


• Cada átomo de C forma enlaces sencillos con 4 átomos de C adyacentes en los vértices
del tetraedro
• Presenta una estructura tridimensional rígida y covalente.
• Presenta alta conductividad térmica ya que distribuye con gran eficacia el movimiento
térmico en las 3 dimensiones.

36. Explique: ¿por qué los hidrocarburos son estables?


Los hidrocarburos compuestos formados por carbono son muy estables por las entalpías altas
de los enlaces entre C-C y C-H, la capacidad de formar enlaces múltiples del carbono es el
responsable de su estabilidad.

37. ¿Las soluciones acuosas y no acuosas de las sales de estaño (II) son agentes reductores u
oxidantes? Escriba su reacción con el aire:
Las soluciones acuosas y no acuosas son agentes reductoras suaves muy útiles las cuales
deben almacenarse en una atmósfera inerte debido a que la oxidación debida al aire es
espontánea y rápida

1
Sn2+(ac) + O2(g) + 2H+(ac)  Sn4+(ac) + H2O(l)
2

38. Indique la clasificación de los carburos.


• Carburos salinos: son sólidos muy iónicos, formados por los elementos del grupo 1 y 2 y el Al.
• Carburos metálicos: tienen conductividad y lustre metálicos, constituidos por los elementos
del bloque d.
• Carburos metaloides: son sólidos covalentes duros formados por el B y Si.
39. Coloque la letra del literal correspondiente
b
Aluminosilicatos de estructura
abierta cuyas aberturas son
dimensiones moleculares. b) Zoelitas

Estructura de aluminosilicatos con a c) Mallas moleculares


cationes atropados en túneles o
jaulas
a) Proceso Rochow

Proporciona una rotura industrial c


rentable para metilclorosilicato,
material importante para la
fabricación de silicona

40. ¿Para qué son utilizados los compuestos organoestanicos? y menciones una forma de
preparación

Son utilizados para estabilizar el poli cloruro de vinilo (PVC) como agente anti incrustante en
los conservantes de la madera y pesticidas.
Se pueden preparas usando el reactivo de Gringard y por metátesis, ejemplo:

SnCl4+4RMgBr→SnR4+2Al2Cl6
3SnCl4+2Al2R6→3SnR4+2Al2Cl6
41. Indique cuales son las semejanzas y diferencias entre el diamante y el grafito
SEMEJANZAS
-Formas comunes del Carbono
-Propiedades físicas distintas
-La conversión de grafito a diamante es espontanea a temperatura y presión ambiente

DIFERENCIAS
-Diamante
-Buen aislante eléctrico con alto índice de refracción
-Cada átomo de carbono forma enlaces sencillos (154nm)
-Piedra preciosa dura y abrasiva

Grafito
-Buen conductor
-Cada átomo de carbono tiene tres vecinos a 142nm
-Puede donar o aceptar e-
42. Enumere las diferentes características Físicas del diamante
Es abrasiva y tiene una estructura molecular tridimensional lo que provoca una resistencia

43. Cuál es el tipo de enlace y polaridad de los compuestos organometalicos?

Tienen enlaces Tetravalentes y tienen enlaces de baja polaridad


44. Cuál es el agente antidetonante en la gasolina y porque se la dejo de usar?

El plomo de tetra metilo, se dejó de usar debido a los niveles de plomo que este contenia
afectando al medio ambiente.

45. De acuerdo a la alta densidad electrónica de los carburos salinos sobre el carbono. Que
ecuación corresponde a la oxidación y protonación del carbono.
a) CaC2 (s) + 2H2O (l) → Ca(OH)2(s) + HC≡CH (g)
b) CaC2 (s) ) + H2O(l)→ Ca(OH)2(s) + HC≡CH (g)
c) CaC (s) + H2O(l) → Ca(OH) (s) + H3C− CH3(g)
d) CaC (s) + 2H2O (l)→ Ca(OH)2(s) + H2C= C H2 (g)
46. Escriba las reacciones de las principales rutas sintéticas para obtener carburos salinos
y acetiluros de los grupos 1 y 2
a) Reacción directa entre los elementos a altas temperaturas
>2000°𝐶𝐶
𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑙𝑙) + 2𝐶𝐶(𝑆𝑆) �⎯⎯⎯⎯� 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2(𝑆𝑆)

b) Reacción entre un óxido metálico y carbono a alta temperatura

2000°𝐶𝐶
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑙𝑙) + 3𝐶𝐶(𝑆𝑆) �⎯⎯⎯� 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑠𝑠) + 𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑔𝑔)

c) Reacción entre el reino con una solución de un metal en amonio


2𝑁𝑁𝑁𝑁(𝑎𝑎𝑎𝑎) + 𝐶𝐶2 𝐻𝐻2(𝑔𝑔) → 𝑁𝑁𝑁𝑁2 𝐶𝐶2(𝑠𝑠) + 𝐻𝐻2(𝑔𝑔)

47. Indique dos diferencias entre CO2 con respecto a CO:


a) El CO2 es solo un ácido de Lewis muy débil
b) El enlace CO es más largo y las constantes de fuerza de alargamiento son más pequeñas en el
CO2 que en el CO
48. Escriba la reacción de una de las principales rutas para obtener carburos salinos.
Reacción entre un oxido metálico y carbono a alta temperatura:

𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑙𝑙) + 3𝐶𝐶(𝑠𝑠) 2000°𝐶𝐶 → 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2(𝑠𝑠) + 𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑔𝑔)


49. ¿Qué es un compuesto organosilicicos y en que se aplican?
Son compuestos en los que el átomo de silicio está ligado al menos a un átomo de carbono de un
radical orgánico formando un enlace fuerte. Estos compuestos incluyen, en especial a los silanos
orgánicos y los siloxanos mismos que se polimerizan para formar siliconas e incluso son utilizados
en emulsiones para la protección externa de la albañilería, gracias a su gran poder hidrófugo.
50. ¿Qué son los carburos metálicos?

Suelen ser materiales duros con el átomo de carbono rodeado octaédricamente por los átomos
del metal, son la clase de carburos más extensa y se los conoce como carburos intersticiales ya
que se relacionan con los metales que han sufrido inserción de átomos de C en huecos
octaédricos.
51. Describa las características que presenta el grafito.

• Consta de apilamientos de capas planas.


• El grafito puede donar o aceptar electrones dando un compuesto de intercalación.
• Sus propiedades químicas están relacionadas con los enlaces π deslocalizados.
52. Se sabe que una clase más extensa de aluminosilicatos posee iones Al4- dispuestos en el
centro de un emparedado con capas de silicatos, un mineral de estos es la pirofilita
Al2(OH)4Si4O10. Indique como se obtiene el talco Mg3(OH)2Si4O10

Se obtiene cuando 3 iones Mg3+ reemplazan a 2 iones Al3+ en los sitios octaédricos

53. Establezca las diferencias entre las tres subcategorías en que se dividen los carburos salinos.
Los Compuestos de intercalación en el grafito se da por hidrolisis controlada o por reacciones
redox, de vapores de los metales alcalinos. Los Dicarburos están formados por metales
electropositivos y los Carburos contienen el anión C4- aislado.

54. Explique porque (H3Si)3 N tiene una estructura plana y grafíquela.


Se debe a la electronegatividad que hay en el enlace Si-N que es polar lo cual produce una
repulsión electrostática en los grupos de sililo originando la estructura plana.

55. Describa en que consiste el proceso Rachow


Proporciona una ruta industrial para metilclorosilano (material importante en la fabricación de
siliconas). Estos metilclorosilanos se pueden hidrolizar para formar siliconas o polisiloxanos. La
reacción produce oligomeros que contienen el grupo de silicio tetraédrico y átomos de oxigeno
que forman puentes de Si-O-O-Si. La hidrolisis de Me2SiCl2 produce cadenas o anillos y la hidrolisis
de Me2SiCl2 produce un polímero reticulado.
56. Cuáles son las formas de Carbono parcialmente cristalizado, describa cada una de ellas:

Negro de carbono: Es una forma finalmente dividida de carbono.


Carbono Activado: Se prepara a partir de pirolisis controlada de material orgánico, posee una
amplia superficie que surge del pequeño tamaño de partículas.
Fibras de carbono: Se fabrica por la pirolisis controlada de asfalto o fibras sintéticas.
57. Que compuestos simples forman los elementos del grupo 14
Tofos los elementos del grupo 14 forman compuestos binarios simples con hidrógeno, oxígeno,
halógeno y nitrógeno; además el carbono y el silicio también forman carbonos y siliciuros con
metales.

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