Química de los Gases Nobles, Boro y Síntesis del Amoniaco

**Reactividad de los Gases Nobles**

La capacidad de los gases nobles para formar compuestos aumenta al disminuir la energía de promoción a estados con electrones desapareados o al disminuir sus energías de ionización. Conforme aumenta el número atómico, también tienen mayor facilidad para formar compuestos.

El Xe reacciona con átomos de F por acción de la luz solar, el calor o la radiación UV. También puede reaccionar con el O.

**Clatratos de Gases Nobles**

Un clatrato es una sustancia química formada por una red de un determinado tipo de molécula, que atrapa y retiene a otro tipo de molécula. Una clase importante son los hidratos de algunos gases: al solidificar el agua en presencia de ciertos gases, se forma una estructura abierta, en la que existen "jaulas" ocupadas por moléculas del gas.

Hay dos tipos de estructuras de hidratos de gases, ambas cúbicas. En una, la celda unitaria contiene 46 moléculas de H₂O conectadas para formar 6 "jaulas" de tamaño mediano y 2 pequeñas.

**Obtención y Aplicaciones de los Gases Nobles**

Los gases nobles se encuentran en la atmósfera. El Xe y el Rn son los más raros. El He es el más abundante en la naturaleza después del H. El Rn es el gas más pesado y es uno de los componentes de la radiación cósmica.

El Ne, Ar, Kr y Xe se extraen del aire líquido por destilación a baja temperatura. El He se utiliza en aeronáutica. El Ar previene la oxidación de metales al fundirse y se usa como atmósfera inerte. El Ne o el Xe son fuentes de luz. El Ne, Kr y Xe se utilizan en señales de descargas eléctricas.

**Reactividad del Boro**

Desde un punto de vista químico, el B es inerte. No reacciona con ácidos como HCl o HF, pero sí con ácidos concentrados como HNO₃. Tiene gran afinidad por el oxígeno.

Reacciona por acción del calor a altas temperaturas, con los halógenos, S y N, dando cloruros, sulfuros o nitruros. Tiene energías de ionización muy altas.

Reacciona con NH₃ y con la mayoría de metales, a excepción de los alcalinos. Y en medio básico con KOH, dando borato.

**Aplicaciones del Boro**

El compuesto de boro que tiene mayor repercusión económica es el bórax, que se emplea en grandes cantidades en la fabricación de fibra de vidrio aislante y perborato de sodio.

Entre sus aplicaciones están:

• Vidrios resistentes al calor (Pyrex)
• Fabricación de cristales de borosilicato
• Detergentes
• Fertilizantes
• Fuegos artificiales

**Síntesis del Amoniaco**

La síntesis del amoníaco sigue la ecuación:

N₂(gas) + 3H₂(gas) = 2NH₃(gas) ΔH = -46,2 kJ mol^-1 (25 °C)

Dos métodos principales:

• Método Haber-Bosch: Emplea temperaturas de 500 °C y 200 atm de presión. El rendimiento es del 11% en volumen. El reactor es de acero tratado para no erosionarse.
• Método de Claude: Emplea temperaturas parecidas pero presiones de hasta 1000 atm. El reactor es de aleación de Ni, Cr y W y una pequeña proporción de C. El rendimiento efectivo es del 40%.

Entre sus aplicaciones están:

• Obtención de abonos
• NO (a partir de él ácido nítrico y nitratos)
• Urea

**Acidez y Propiedades Oxidantes del Ácido Sulfúrico**

El H₂SO₄ es un ácido diprótico que se comporta como un ácido fuerte, por lo que puede formar sales ácidas y neutras. Tiene propiedades oxidantes por la presencia de SO₃, que dependen del grado de disolución. De hecho, en ácido diluido tiene propiedades oxidantes más débiles.