Química potencial de ionización y electronegatividad y combustión del hidrógeno y oxígeno - formación de las moléculas

 La tabla periódica esta ordenada a modo de resumen según el peso atómico y el potencial de ionización.

Ponor, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Todos estudiamos en el colegio que los gases nobles no reaccionan pero la verdad es que lo que son es difíciles de ionizar y en realidad si se pueden ionizar, recientemente leí un articulo donde habían ionizado el Argón.

En otras ocasiones he comentado que el hidrógeno esta fuera de su sitio, el elemento más abundante en el universo es el protio (según ellos isotopo del hidrógeno).

El protio tiene un "electrón" un protón, aunque lo más normal sería encontrarlo como plasma (gas de iones) es decir protones...

En la tabla se puede ver que no ocupa el sitio que le corresponde pues debería estar con los gases nobles tal vez ese hidrógeno... 

Deuterio y tritio serían hidrógeno con neutrones extra. Para calcular los neutrones simplemente se media la cantidad de electrones y protones y si había diferencia con el peso atómico se rellenaba con neutrones...

Una vez ionizadas las sustancias como el Fluor adquieren una gran electronegatividad.

 CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Aproximadamente una carga de 4 si reaccionase con el Litio ionizado harían falta 4 litios para igualar la carga del Fluor.

Sin embargo la molécula resultante e LiF una y una pero forma una sal donde el Fluor si esta rodeado de al menos 4 litios.

Benjah-bmm27, Public domain, via Wikimedia Commons

El oxígeno y el carbono reaccionan creando CO2 dióxido de carbono, entre ambas moléculas hay una diferencia de 1 (2,55 y 3,44).

Así que esto explicaría el CO monóxido de (carbono gas tóxico) estando ambos ionizados, pero no el CO2.

El oxígeno en una llama ha de estar ionizado para que la reacción sea sostenida y ese es el estado de el fuego, plasma (iones).

El oxígeno en la atmósfera se encuentra en moléculas de O2 suficientemente reactivas para iniciar fuego u oxidar, siendo el O3 (Ozono) más reactivo aún.

y la de O2 1,20 [estoy desarrolando esto en el ultimo articulo corregiré esto.]

WIP! trabajo en curso! se puede consultar el progreso en el link la medida del Oxigeno aquí calculada no debe estar bien pero he de repasar este artículo:

https://fisicanodual.blogspot.com/2023/04/probando-metodos-alternativos-para.html

La electronegatividad del O2 debe ser al menos la misma que la de C

Por lo tanto hay un O ionizado uno sin ionizar y la carga restante debería ser igual que C.

O(-) + (O) = C(-)

3,44 + X = 2,55 aprox

la diferencia es 1

Uno coincide con la carga del protón o ion de protio,
Según las explicaciones tradicionales es porque ha perdido un electrón... y queda ionizado pero si pierdes un electrón que es negativo tendrías una carga mas positiva (por el núcleo) no mas negativa...

EL H2O (agua) son dos protones (H) y un O pero no cuadra tampoco pues los H tendrían carga negativa (pero si pierden el electrón son protones) el O por otra parte ionizado adquiere una carga de 3,44.

veamos

parte izquierda los dos "hidrógenos" y derecha C el oxigeno

C es 3,44
si A es 2,20

(A)+(B) = (C)

B a de ser 1,20 no esta claro

Se sabe que la molécula del agua es dipolar (hidrógenos ligeramente a un lado y oxigeno al otro)

El hidrógeno como gas es H2 y es inflamable con el oxigeno pero igual necesita ignición (para iniciar el fuego) no mucha eso si pero se ha de ionizar con fuego, chispa etc...

Los potenciales de ionización de hidrógeno y oxígeno son muy altos no deberían reaccionar fácilmente perdiendo "carga" asi que su estado gaseoso H2 y O2 no ha de ser muy estable y eso no es una sorpresa.

Antes hemos visto:

O(-) + (O) = C(-)

3,44 + X = 2,55 aprox es decir el otro oxigeno tiene -1 aproximadamente pero como es electronegatividad lo dejaré en 1

veamos el hidrógeno:

H(-) + (H) = (O)

2,20 + X = 3,44

es decir X = 1,24

debería ser pues H2 su carga 1,24

Son casi iguales pero si uno se separa:

O2 - 1,20 ( se separa el oxigeno no ionizado)

pues O(-)=3,44

la diferencia es 2,20 con H2 pero uno de los H2 es hidrógeno ionizado con esa carga

OH pues tenemos pero se rompió el H2

OH teniendo la misma carga que un ion de H(-)  atraería un H sin ionizar

es decir

OH + H = O y volvería el equilibrio

H2O

A loose necktie, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Tal vez la ionización se produzca en la zona azul el calor permite el aporte constante de oxígeno desde abajo pero en si el fuego se considera plasma.

Pruebo ahora con el óxido de hierro.

Oxido de hierro

La ferrita me parece el más estable pues FeO explota...

Fe2 O3

Electronegatividad:

-1.83 Fe

-3.44 O

O2 -1,20 

Dos O ionizados sería mucho -6.88

Esos 3 Fe deben dar cerca de +1,20

Dos de ellos ionizados y uno no tal vez?

(A) + (B) + (C) =  -1,20

La electronegatividad 0 no existe y las moléculas estables 100% tampoco.

Sabemos su carga ionizada -1,83 pero no su carga sin ionizar.

Pero una cosa es clara 5 iones negativos son ion más negativo que 4 y el balance es el mismo que un átomo de hierro ionizado.

FeO es una sustancia explosiva tal vez se oxide rápidamente a otros óxidos reaccionando con O2?

Entonces sería FeO3?

El ozono es aún mas reactivo que el O2

Si O2 = -1.20  y O(-) es -3.44 la  O es 2.24

2O 4,48 + 1O(-) -3,44 = +1,20 eso seria O3

Fe2O3

Fe(-1,83) + Fe(?) = +1,20 (O3)

Fe=+0,63

FeO

Fe(?)  + O(?) = ? Inestable

-1,83 = 2,24

+0,41? No parece inestable...

Fe(0,63 ) = O (-3.44)

-2,81 Si sería inestable

Fe3O4

Fe(?)+Fe(?)+Fe(?)=O(?)+O(?)+O(?)+O(?)

z*Fe(0,63) + w*Fe(-1.83)= x*O(2,24)+y*O(-3,44)

Fe (2*-1,83) + Fe (+0,63) = O(2*2,24) + O(2*-3.44)

-3,66 + 0,63 = ( 4,48  - 6,88)

-2,53= -2,40  aproximadamente igual

Parece un poco lioso pero es fácil miraré de hacer más simple los cálculos.