Analizaré algunas características físicas del oxígeno y el nitrógeno, cómo eso conduce a la aparición de sus electronegatividades particulares, y luego hablaré sobre algunos ejemplos de su reactividad química que se explican en el contexto de su electronegatividad.
Bueno, realmente no puedo encontrar ningún número para el nitrógeno, pero el núcleo del oxígeno tiene un radio de aproximadamente 3 femtómetros, de acuerdo con Chegg.com (jaja, gran fuente lo sé, pero parece correcto). El radio nuclear del nitrógeno es probablemente el mismo, diferente en quizás una fracción de un femómetro.
Sin embargo, el oxígeno tiene un protón adicional, esto significa que tiene una tendencia a atraer más electrones. Dada la combinación de aproximadamente el mismo tamaño nuclear y una mayor atracción de electrones, puede llegar fácilmente a la conclusión cualitativa de que el oxígeno tenderá a retener mejor los electrones. Es por eso que el oxígeno se optimiza con cuatro electrones localizados y dos enlaces, mientras que el nitrógeno se optimiza con dos electrones localizados y tres enlaces (como lo muestra su posición en la tabla periódica).
- ¿Cuáles son algunas de las ventajas de utilizar la destilación al vapor cuando se extraen compuestos orgánicos como el limoneno?
- ¿Qué tan difícil sería crear un material que sea crudamente similar al tejido biológico en la escala de longitud de las células, para un propósito específico?
- ¿Qué conformador de ciclohexano es más energético?
- ¿Cuáles son las configuraciones R y S para compuestos bicíclicos?
- Cuando 20 cm ^ 3 de hidrocarburos se queman en exceso de oxígeno para formar 60 cm ^ 3 de CO2 y 40 cm ^ 3 de H2O, ¿cuál es la fórmula empírica de hidrocarburos?
El radio atómico del oxígeno es de 60 pm, mientras que el radio atómico del nitrógeno es de solo 65 pm (de Wikipedia lol fight me). Estos son los resultados del tamaño casi igual del radio nuclear pero diferente cantidad de protones, el oxígeno retiene los electrones a sí mismo con mayor fuerza.
El oxígeno tiene una estructura nuclear particular, por lo que no es tan reactivo (ejem, flúor) que lucha por formar enlaces estables. Pero también es el segundo elemento más electronegativo (como resultado de su pequeño radio nuclear y recuento de protones). Básicamente, esto significa que el oxígeno es algo cómodo manteniendo muchos electrones (empujar electrones sobre él en un paso de reacción, dándole una carga formal temporal de -1 , es bastante común), y también tiene una tendencia a extraer electrones de otros elementos que no están Es tan bueno para aferrarse a los electrones. Cual es el resultado? Casi siempre, si el oxígeno está en un compuesto, hay un momento dipolar significativo. Esto hace que el oxígeno, y cualquier cosa cercana, sea bastante reactiva: cualquier cosa con mucha densidad de electrones (o no mucha densidad de electrones, si usted es el vecino del oxígeno) tenderá a reaccionar con algo con baja densidad de electrones (o con mucha densidad de electrones). Claro, el nitrógeno también atrae la densidad de electrones, pero no tan buena (electronegatividad de 3.0 frente a 3.5). Este es el resultado de los factores discutidos al principio: ¡radio nuclear y conteo de protones! Esto a menudo significa que los compuestos que contienen nitrógeno no tienen un dipolo tan grande y, por lo tanto, los compuestos son menos reactivos. Aunque no me malinterpreten, todavía son reactivos: las aminas, por ejemplo, a menudo son un buen nucleófilo.
El oxígeno es capaz de formar dobles enlaces estables, y de hecho, a menudo lo hace en grupos carbonilo o incluso con otros elementos como el azufre, ya que es favorable que el oxígeno tenga dos enlaces y cuatro electrones localizados. Los enlaces dobles suelen ser reactivos porque romper un enlace doble no requiere mucha energía: los dos elementos unidos seguirán unidos por un enlace sigma. Esta es una característica que también hace que el oxígeno sea bastante reactivo. Las reacciones químicas a menudo empujan la densidad de electrones del orbital de unión pi al átomo de oxígeno, y el oxígeno se siente bastante cómodo con esto como un paso temporal. Esto facilita muchas reacciones, como las de los derivados del ácido carboxílico. Debido a que el oxígeno tiene electrones localizados, también puede usarlos para unirse con otros átomos (tal es el caso del ácido genérico, H30 +).
En general, el oxígeno y el nitrógeno son bastante reactivos, pero las características físicas del oxígeno lo convierten en un elemento que es bastante reactivo. Tiene una tendencia a facilitar las reacciones, ya que forma momentos dipolares significativos y se siente cómodo cargando electrones adicionales, o usando algunos de sus electrones localizados para unirse. El nitrógeno tiene cualidades similares, pero en menor medida. Esta mayor reactividad del oxígeno lo hace capaz de facilitar más reacciones de diferentes maneras.
