Antimony Pentafluoride
Por Heber Gabriel Pico Jiménez MD
Resumen
En este trabajo gracias a la nueva regla del octeto se logra Predecir la existencia de dos moléculas distintas en su forma geométrica, que aunque corresponden a un mismo compuesto de Pentafluoruro de Antimonio no son iguales. Hay un Pentafluoruro de Antimonio que se origina a partir de un átomo de Antimonio en estado excitado, que tiene solo dos enlaces axiales hipervalentes quienes lo obligan a adoptar una geometría molecular bipiramidal trigonal y además no es un ácido de Lewis. Por otro lado existe otro Pentafluoruro de Antimonio que se origina a partir de un átomo de Antimonio en estado fundamental, que tiene a cuatro enlaces ecuatoriales hipervalentes quienes lo obligan a adoptar una geometría molecular piramidal cuadrada y además, a diferencia del anterior pentafluoruro, este sí es un ácido de Lewis.
Palabras claves: Ácido Fluoroantimónico, Superácido.
Abstract
In this work thanks to the new rule of byte is achieved to predict the existence of two different molecules in its geometric form, which although they correspond to a same compound of antimony pentafluoride are not equal. There is an antimony pentafluoride which originates from an atom of antimony in excited state, which has only two links axial hipervalentes who is obligated to adopt a trigonal bipyramidal molecular geometry and also it is not a Lewis acid. On the other hand there is another antimony pentafluoride which originates from an atom of antimony in critical state, which has four Equatorial links hipervalentes requiring it to adopt a square pyramidal molecular geometry and also, unlike the previous pentafluoride, this is a Lewis acid.
Keywords: Fluoroantimonic acid, Superacid.
1. Introducción
Precisamos que todo el desarrollo de este artículo, estará siempre sostenido en el principio de que químicamente los electrones por lo general, estarán casi siempre apareados. Bajo este principio se desarrollan los anteriores trabajos de energía atómica Número cuántico magnético del electrón, el trabajo de la superconductividad, el artículo del acoplamiento espín-órbita del electrón, además el anterior trabajo de Semiconductores y el de Células fotoeléctricas publicado en textoscientificos y Monografías. También este artículo se basa en la nueva regla del octeto.
En la molécula de monóxido de carbono el átomo de carbono se comporta como un nucleófilo rico en electrones es decir como un carbanión.
Este trabajo está basado en el del estado fundamental del átomo y los enlaces hipervalentes.
2. Desarrollo del Tema.
ANTIMONIO
El antimonio es un elemento químico de número atómico 51 situado en el grupo 15 de la tabla periódica de los elementos
Por su ubicación en el grupo 15 de la tabla periódica tiene a 5 electrones de valencia.
El átomo de Antimonio tiene un estado fundamental y un estado excitado, con la misma carga eléctrica de más tres (+3).
ESTADO FUNDAMENTAL del ÁTOMO de ANTIMONIO
Según la nueva regla del octeto el Antimonio presenta un estado fundamental, el cual tiene dos pares de electrones libres, un par de huecos libres y un electrón apareado con un hueco.
Cuando un electrón se encuentra apareado con un hueco se convierte en un electrón enlazante por lo tanto, el estado fundamental tiene a un solo electrón enlazante.
Átomos de Antimonio en estado fundamental. Los pequeños círculos rellenos verde corresponden a los electrones de valencia del átomo que tiene su mismo color y los pequeños círculos vacíos son los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea. La carga eléctrica del antimonio es de más seis (+3).
Fig. No1.
ESTADO EXCITADO del ÁTOMO de ANTIMONIO
El único estado de excitación del antimonio tiene a un par de electrones libres y 3 pares donde cada electrón, está apareado con un hueco.
El átomo de antimonio en su estado excitado, tiene según la nueva regla del octeto 3 electrones enlazantes por el hecho de tenerlos a cada uno de ellos apareados con huecos.
Los pares enlazantes son aquellos electrones aptos para los enlaces de un solo electrón y además, los enlaces covalentes ordinarios en donde cada átomo aporta en el enlace a un electrón y a un hueco.
Los pares de electrones libres, no son pares enlazantes pero, son los electrones aptos para los enlaces coordinados, además efectúan a los enlaces de tres electrones y son los electrones apropiados para los enlaces hipervalentes.
Átomo de Antimonio excitado. Los pequeños círculos rellenos de verde corresponden a los electrones de valencia del átomo que tiene su mismo color y los pequeños círculos vacíos son los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea. La carga eléctrica del Antimonio es de más tres (+3).
Fig. No.2
HIPERVALENCIA a PARTIR de un ANTIMONIO en estado EXCITADO
El antimonio excitado tiene tres electrones enlazantes que constituirían a tres enlaces covalentes ordinarios de dos electrones y dos huecos.
Con el par de electrones libres el antimonio excitado configuraría dos enlaces hipervalentes donde cada uno tendría a dos electrones y un solo hueco.
Es decir que el antimonio excitado delante de un ligando como flúor, tiene todas las herramientas para configurar el pentafluoruro de antimonio de geometría bipiramidal trigonal, donde se configuraría 3 enlaces cortos, ecuatoriales, covalentes ordinarios, de dos electrones y dos huecos, con la presencia también de dos enlaces largos, hipervalentes y axiales.
Pentafluoruro de Antimonio tipo geometría bipiramidal trigonal. Los dos pares de barras de color azul oscuro representan a los dos enlaces largos, axiales e hipervalentes. Los 3 pares de barras de color rojo representan a los 3 enlaces cortos, covalentes ordinarios de dos electrones y de dos huecos y de disposición ecuatoriales. Los pequeños círculos rellenos de verde y rojo corresponden a los electrones de valencia del átomo que tiene su mismo color y los pequeños círculos vacíos son los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea. La carga eléctrica del Antimonio es de más tres (+3). La carga eléctrica de los átomos de flúor es de más uno (+1).
Fig. No.3.
HIPERVALENCIA a PARTIR del ANTIMONIO en estado FUNDAMENTAL
El antimonio en estado fundamental tiene a un solo electrón enlazante porque está apareado con un hueco.
Ese único electrón apareado con un hueco, es el único electrón capaz de configurar un enlace que sea covalente ordinario corto con dos electrones y dos huecos.
En el antimonio fundamental hay dos pares de electrones libres, que son 4 electrones capaces de configurar a 4 enlaces hipervalentes.
En el antimonio fundamental queda un par de huecos que son aptos para configurar un enlace covalente coordinado actuando el antimonio como un átomo aceptor.
Entonces con los 4 enlaces hipervalentes y un enlace covalente ordinario de dos electrones y dos huecos, queda configurado otra molécula de pentafluoruro de antimonio porque la forma de la molécula sería distinta. Se formaría un pentafluoruro de antimonio de geometría piramidal cuadrada que tendría a un par de huecos libres.
PENTAFLUORURO de ANTIMONIO con GEOMETRIA PIRAMIDAL CUADRADA
Pentafluoruro de Antimonio tipo geometría Piramidal Cuadrada. El par de barras de color rojo representan al único enlace covalente, corto, axial compuesto por dos electrones y dos huecos. Los 4 pares de barras de color azul oscuro representan a los 4 enlaces largos e hipervalentes de disposiciones ecuatoriales. Los pequeños círculos rellenos de verde y rojo corresponden a los electrones de valencia del átomo que tiene su mismo color y los pequeños círculos vacíos son los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea. La carga eléctrica del Antimonio es de más tres (+3). La carga eléctrica de los átomos de flúor es de más uno (+1).
Fig. No.4.
FLUORURO de HIDRÓGENO
El fluoruro de hidrógeno es la molécula diatómica de un flúor enlazado covalentemente a un hidrógeno.
Fluoruro de Hidrógeno. El par de barras horizontales y centrales de color rojo representan al único enlace covalente ordinario que consta de dos electrones y dos huecos. Los pequeños círculos de colores azules y rojos representan a los electrones del átomo que tiene el mismo color. Los pequeños círculos vacíos corresponden a los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea.
Figura No.5.
IÓN FLUORURO e IÓN HIDROGENIÓN
Cuando el fluoruro de hidrógeno se introduce o se disuelve en una disolución acuosa, aparece disociación en alguna medida y se convierte en ión fluoruro (F-1) y el ión hidrogenión (H+9).
El ión fluoruro, que es un flúor sin huecos y con una carga eléctrica de -1. Más un átomo de hidrógeno también ionizado sin electrones y con una carga eléctrica de +9. Los círculos rellenos de colores corresponden a los electrones del átomo que tiene su mismo color. Los círculos vacíos corresponden a los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea.
Figura No.6.
Mezclando el ácido fluorhídrico (HF) y el pentafluoruro de antimonio (SbF5) de geometría piramidal cuadrada, se obtiene al anión hexafluoruro de antimonio (SbF6-1) más el catión (H+9).
Pentafluoruro de Antimonio tipo geometría Piramidal Cuadrada. El par de barras de color rojo representan al único enlace covalente, corto, axial compuesto por dos electrones y dos huecos. Los 4 pares de barras de color azul oscuro representan a los 4 enlaces largos e hipervalentes de disposiciones ecuatoriales. Los pequeños círculos rellenos de verde y rojo corresponden a los electrones de valencia del átomo que tiene su mismo color y los pequeños círculos vacíos son los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea. La carga eléctrica del Antimonio es de más tres (+3). La carga eléctrica de los átomos de flúor es de más uno (+1). La carga eléctrica del ión fluoruro es de menos uno (-1).
Fig. No.7.
CATIÓN de HEXAFLORURO de ANTIMONIO SbF6-1.
Este pentafluoruro de antimonio que tiene geometría piramidal cuadrada en la anterior figura, tiene un par de huecos libres, que son quienes le entregan al pentafluoruro las propiedades para ser un ácido de Lewis. En este par de huecos libres son los que reaccionan con el sexto flúor a través de un enlace de coordinación donde el antimonio juega un papel de aceptor de electrones. La carga eléctrica del antimonio se altera de +3 se convierte en +1 porque tiene un electrón adicional.
Catión Hexafluoruro de Antimonio. Los dos pares de barras de color rojo representan a los dos enlaces covalentes, cortos, axiales, compuestos cada uno por dos electrones y dos huecos. Los 4 pares de barras de color azul oscuro representan a los 4 enlaces largos e hipervalentes de disposiciones ecuatoriales. Los pequeños círculos rellenos de verde y rojo corresponden a los electrones de valencia del átomo que tiene su mismo color y los pequeños círculos vacíos son los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea. El pequeño círculo de color azul representa al electrón que le quitó al hidrógeno el flúor dador. La carga eléctrica ahora del Antimonio es de más tres (+1). La carga eléctrica de los átomos de flúor es también de más uno (+1).
Fig. No8.
ÁCIDO FLUOROANTIMÓNICO
El ácido fluoroantimónico (HSbF6) es una mezcla de Fluoruro de hidrógeno (HF) con el Pentafluoruro de Antimonio Piramidal en distintas proporciones.
Ácido Fluoroantimónico. Los dos pares de barras de color rojo representan a los dos enlaces covalentes, cortos, axiales compuestos cada uno por dos electrones y dos huecos. Los 4 pares de barras de color azul oscuro representan a los 4 enlaces largos e hipervalentes de disposiciones ecuatoriales. Los pequeños círculos rellenos de verde y rojo corresponden a los electrones de valencia del átomo que tiene su mismo color y los pequeños círculos vacíos son los huecos del átomo que tiene su mismo color de línea. La carga eléctrica del Antimonio es de más tres (+1). La carga eléctrica de los átomos de flúor es de más uno (+1). La carga eléctrica del ión hidrogenión es de menos uno (+9). El pequeño círculo relleno de color azul representa al sexto electrón del Antimonio que procede del hidrógeno. El pequeño círculo vacío de color de línea roja en el hidrógeno representa al octavo hueco del hidrógeno que procede del flúor.
Fig. No.7.
La proporción 1:1 del pentafluoruro de antimonio piramidal y el fluoruro de hidrógeno, produce la formación del superácido más fuerte visto que protona inclusive a los hidrocarburos, para producir carbocationes e hidrógeno.
La reacción de fluoruro de hidrógeno (HF) y del pentafluoruro de antimonio piramidal es exotérmica.
El fluoruro de hidrógeno libera al catión hidrogenión con carga eléctrica de +9 (H+9) y también libera al anión fluoruro que tiene carga eléctrica de -1 (F-1).
El catión hidrogenión que se libera, es el mismo hidrógeno pero sin electrones y con una valencia de 4 pares de huecos.
Dentro de los 4 pares de huecos de valencia del catión hidrogenión, hay un hueco que procede del flúor, hueco que le quedó del intercambio que realizó con el flúor entregando al único electrón que tenía el hidrógeno quien recibe a un hueco de recompensa para no violar la nueva regla del octeto.
El anión fluoruro (F-1) que libera el fluoruro de hidrógeno (HF), es un anión que tiene a 4 pares de electrones de valencia y no tiene huecos, le ocurre lo inverso de lo que le ha pasado al hidrogenión. Es decir el anión fluoruro tiene una configuración de valencia semejante a un gas noble, con 8 electrones de valencia pero está cargado eléctricamente con -1 porque posee un electrón adicional.
Ese electrón adicional que tiene el anión fluoruro, viene procedente del hidrógeno, lo posee el flúor porque lo negoció con el hueco que tenía apareado con su único electrón enlazante, ya que los demás electrones del ión fluoruro son pares libres de electrones no enlazantes aptos para enlaces de coordinación o enlaces hipervalentes.
El anión fluoruro (F-1) que libera el fluoruro de hidrógeno (HF), es suficiente para reaccionar con una molécula de Pentafluoruro de Antimonio Piramidal.
Las propiedades y condiciones de ese anión fluoruro debido a su estructura de valencia, es configurar un enlace de coordinación y precisamente, ese es el enlace que efectúa con el par de huecos libres que tiene el estado fundamental del antimonio en el pentafluoruro de antimonio piramidal.
Esa reacción química entre el anión fluoruro (F-1) con el pentafluoruro de antimonio piramidal, produce al anión (SbF6-1) hexafluoruro de antimonio Octaédrico.
En esta mezcla entre el pentafluoruro de antimonio piramidal y fluoruro de hidrógeno, el catión hidrogenión (H+9) permanece efectivamente “desnudo”, cuestión que trae como consecuencia la extrema acidez de la mezcla.
El ácido fluoroantimónico es 2x1019 más fuerte que el ácido sulfúrico.
El ácido fluoroantimónico es más fuerte que el ácido mágico.
El ácido fluoroantimónico es más fuerte que el superácido carborano.
El ácido fluoroantimónico es más fuerte que el ácido fluorosulfúrico.
El ácido fluoroantimónico es más fuerte incluso que el ácido tríflico.
3- Conclusiones:
1- LA PRIMERA GRAN CONCLUSIÓN de todos estos artículos es que en realidad, los huecos revolucionan a la fisicoquímica, por las grandes repercusiones que tiene en la carga eléctrica de los átomos en las moléculas. Si bien es cierto que este artículo es solo teoría y que hace falta sobretodo probar en unos semiconductores propuesto en el trabajo de células fotoeléctricas. Además hay fenómenos indiscutibles, como son la identificación de dos tipos de enlaces covalentes en las moléculas hipervalentes, la descripción de los iones divalentes de plomo, etc., etc. Es probable también que el hueco como partícula, explique las anomalías en la configuración electrónica que tienen los elementos de transición.
2- LA SEGUNDA GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es la confirmación de la “Nueva regla del octeto” quien sostiene que todos los átomos, están rodeados por su capa de valencia que está conformada por 8 partículas, esas partículas están constituidas por electrones y huecos.
3- ESTA ES LA GRAN CONCLUSIÓN DE ESTE TRABAJO. Este trabajo es la prueba más interesante que tiene la teoría de la nueva regla del octeto.
Además de la anterior predicción de las células fotoeléctricas también agregamos la predicción de la existencia de las dos moléculas distintas que son el PENTAFLUORURO de ANTIMONIO BIPIRAMIDAL TRIGONAL y el PENTAFLUORURO de ANTIMONIO PIRAMIDADAL CUADRADO.
4- CUARTA GRAN CONCLUSIÓN Es la relación de la orientación que tienen los más largos enlaces hipervalentes con los más cortos enlaces covalentes ordinarios, en el anión hexafluoruro de antimonio, es inversa a la relación que guardan esos mismos enlaces en el pentafluoruro de antimonio bipiramidal trigonal sin embargo, en el pentafluoruro de antimonio de orientación piramidal cuadrada es homologa a la del superácido.
5- UNA QUINTA GRAN CONCLUSIÓN es la prueba de que en realidad los átomos existen en estado fundamental y en estados excitados. El único átomo que tiene un estado semiexcitado adicional, es el átomo de carbono.
6- UNA SEXTA GRAN CONCLUSIÓN es que el anión fluoruro (F-1) que libera el fluoruro de hidrógeno, no es simplemente secuestrado, ni mucho menos se ocupan de él varias moléculas de pentafluoruro de antimonio, es solo una molécula de SbF5 de forma piramidal cuadrada la que reaccionan con un anión F-1, establecen entre sí un enlace coordinado donde el flúor es el dador de electrones para producir al reconocido anión hexafluoruro de antimonio octaédrico (SbF6-1).
7- UNA SEPTIMA GRAN CONCLUSIÓN es la predicción que hace este trabajo, del enlace de coordinación que se origina entre el F-1 que libera el ácido HF y el átomo de antimonio.
8- OCTAVA GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es la predicción del mecanismo como se identifica el camino que recorre el electrón del hidrógeno para llegar al átomo de antimonio.
9- NOVENA GRAN CONCONCLUSIÓN es la identificación que se hace en este trabajo, es precisamente la identificación de que el átomo de flúor que libera el fluoruro de hidrógeno, exactamente es el flúor que efectúa el segundo enlace axial corto, que es un enlace covalente ordinario que consta de dos electrones y dos huecos y que es distinto a los 4 enlaces que encuentra hipervalentes y ecuatoriales.
10- DECIMA GRAN CONCLUSIÓN DE ESTE TRABAJO es que para definir un ácido de Lewis, no basta con solo decir que es aquel que tiene tiene un octeto incompleto, sino en cambio es aquel que tiene un par de huceos libres, lo mismo que decir que una base de Lewis, es aquella que por lo menos tiene un par de electrones libres.
4- Referencias
REFERENCIAS DEL ARTÍCULO.
[1] Tetróxido de Osmio
[2] Enlaces Hipervalentes
[3] Enlaces en moléculas Hipervalentes
[4] Nueva regla del octeto
[5] Estado fundamental del átomo
[6] Estado fundamental del átomo
[7] Barrera rotacional del etano.
[8] Enlaces de uno y tres electrones.
[9] Enlaces de uno y tres electrones.
[10]Origen de la barrera rotacional del etano
[11]Monóxido de Carbono
[12]Nueva regla fisicoquímica del octeto
[13]Células fotoeléctricas Monografías.
[14]Células Fotoeléctricas textoscientificos.
[15]Semiconductores Monografías.
[16]Semiconductores textoscientificos.
[17]Superconductividad.
[18]Superconductividad.
[19]Alotropía.
[20]Alotropía del Carbono.
[21]Alotropía del Oxigeno.
[22]Ozono.
[23]Diborano
[24]Semiconductores y temperatura.
REFERENCIAS DE LA TEORÍA
[1] Número cuántico magnético.
[2] Ángulo cuántico
[3] Paul Dirac y Nosotros
[4] Numero cuántico Azimutal monografias
[5] Numero cuántico Azimutal textoscientificos
[6] Inflación Cuántica textos científicos.
[7] Números cuánticos textoscientíficos.com.
[8] Inflación Cuántica Monografías
[9] Orbital Atómico
[10] Números Cuánticos.
[11] Átomo de Bohr.
[12] Líneas de Balmer.
[13] Constante Rydberg.
[14] Dilatación gravitacional del tiempo.
[15] Número Cuántico magnético.
[16] Numero Cuántico Azimutal.
Copyright © Derechos Reservados.
Heber Gabriel Pico Jiménez MD. Médico Cirujano 1985 de la Universidad de Cartagena Colombia. Investigador independiente de problemas biofísicos médicos propios de la memoria, el aprendizaje y otros entre ellos la enfermedad de Alzheimer.
Estos trabajos, que lo más probable es que estén desfasados por la poderosa magia secreta que tiene la ignorancia y la ingenuidad, sin embargo, como cualquier representante de la comunidad académica que soy, también han sido debidamente presentados sobretodo este se presentó el 14 de Septiembre del 2013 en la “Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales” ACCEFYN.