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132 QUIMICA INORG ANICA
E
2 s2 s
:::. .. .. .
O ::::::. .. .. .
O ::: O2
s
s
p
p
p
p
2 px2 py2 pz
2 px2 py2 pz
a)
b)
FIG. 5.3. a) Diagrama de orbitales moleculares de la molecula de
oxgeno en el estado fundamental (oxgenotriplete). b) Representacion
espacial de los orbitales en la molecula de oxgeno (en el plano
perpendicular seha representado el orbital semiocupado)
Los dos electrones energeticamente mas altos de la molecula de
oxgeno triplete seencuentran situados en dos orbitales
antienlazantes con espn paralelo. Retirando es-tos dos electrones
(1.er P. I. = 12,10 eV; 2.o P. I. = 35,15 eV) aumenta el orden de
enlace(numero de electrones en orbitales moleculares enlazantes
menos el numero de electronesen orbitales moleculares
antienlazantes divididos por dos). Este aumento esta en
concor-dancia con un acortamiento de la longitud de enlace (la
distancia entre los nucleos de dosatomos unidos). La tabla 5.4 lo
confirma para O2 y O22 .
TABLA 5.4. Orden de enlace y longitud de enlace en las especies
O2
O2-2 O
2 O2 O
2 O2+2
Orden de enlace 49112+ 001,52+ 0022+ 002,52+ 0032+
Longitud de enlace (pm) 1491 1282,0 120,74 1123,00 1 en H2O2.2
en KO2.3 en O2PtF6.
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GRUPO 14: ELEMENTOS DEL GRUPO DEL CARBONO (C, Si, Ge, Sn, Pb)
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ONa
CO2 110-120 C
O
HHCl
NaCl
OH
COOH
Na
O
C O
fenolato sodico acido saliclico(H. Kolbe, 1885 H. Schmitt)
(CH33Si N(C2H52 CO2 (CH33Si O CO
N(C2H52
trimetilsilildietilaminaacido dietilcarbamn trimetilsilil
ester
El CO2 se puede reducir a carbono con reductores fuertes a altas
temperaturas, porejemplo, con magnesio a temperaturas superiores a
500 C:
2MgCO2 500 C 2MgOC
A temperatura ambiente se disuelven 0,88 partes en volumen en 1
parte de agua. Alaumentar la presion aumenta la solubilidad, pero
solamente una pequena cantidad resultahidratada. La mayor parte del
CO2 disuelto esta rodeado de moleculas de agua de formamuy poco
consistente y la naturaleza de las especies hidratadas depende del
valor del pH.La siguiente transformacion:
CO2 muy debilmentehidratado
CO2hidratadoCO2hidratado
HCO3 hidrogenocarbonatoo bicarbonato
transcurre muy lentamente, lo que tiene gran importancia desde
el punto de vista de losprocesos biologicos.
El H2CO3 es muy inestable, y solamente en medio no acuoso (eter)
y a bajas tempe-raturas (30 C) se puede aislar un eterato
cristalino de color blanco que se descomponefacilmente, de formula
H2CO3 (C2H52O.
Considerando lo dicho anteriormente sobre el CO2hidratado y el
H2CO3 en agua, esposible diferenciar entre una primera constante de
disociacion aparente y otra verdaderadel acido carbonico.
1.a constante aparente K1 H HCO3
CO2aq H2CO3 445 107 a 25 C
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1.a constante verdadera K1 H HCO3 H2CO3
25 104 a 25 C
K2 H CO23 HCO3
484 1011 a 25 C
Por esta razon, este acido se puede clasificar como de fuerza
media.En disolucion acuosa predominan los siguientes
equilibrios:
pH 8 : CO2 H2O lenta H2CO3
H2CO3 OH muy rapida HCO3 H2O
pH 10 : CO2 OH lenta HCO3
HCO3 OH
rapida CO23 H2O
A valores de pH entre 8 y 10 ninguno de estos mecanismos es
predominante.
Carbonatos
Dado que el acido carbonico es un acido dibasico, da lugar a la
formacion dehidrogeno-carbonatos (sales que contienen HCO3 ,
bicarbonato) y carbonatos (sales quecontienen CO23 ).
Se pueden obtener carbonatos por introduccion de CO 2 en alcalis
o por reaccion desales metalicas solubles con carbonatos solubles
(carbonatos de metales alcalinos, con laexcepcion de Li2CO3, y
carbonato amonico).
La mayora de los carbonatos metalicos son muy poco solubles y
precipitan facilmentepor medio de reacciones como las
indicadas.
Los bicarbonatos (hidrogenocarbonatos) son muy solubles en agua;
muchos carbona-tos se pueden transformar en bicarbonatos por
reaccion con CO 2 en exceso, segun indicala siguiente reaccion:
CaCO3 CO2 H2O Ca(HCO32
Esta reaccion (que en su equilibrio depende de la temperatura)
provoca la disolucionde la piedra caliza y la formacion de rocas
carbonatadas sedimentarias (ap. 7.2.1), la pre-sencia de dureza
temporal en las aguas (ap. 5.3.3.1) y la formacion de piedras
calcareas enlas calderas y recipientes.
Por descomposicion termica de los carbonatos metalicos se
obtienen oxidos metalicosy se desprende CO2:
CaCO3 T CaO(cal viva)
CO2
