 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Общая характеристика элементов IIIA группы
IIIA группа периодической системы химических элементов включает в себя один неметалл бор, а также металлы: алюминий, галлий, индий, таллий.
Атомы этих элементов содержат на внешнем энергетическом уровне три электрона (ns2np1), один из которых неспарен. Атомы элементов IIIA группы могут переходить в возбужденное состояние и увеличивать число неспаренных электронов до 3, поэтому в соединениях они могут проявлять высшую валентность, равную номеру группы III. Для таллия наиболее устойчивой валентностью является валентность I, что связано с инертностью 6s2-электронной пары. Степени окисления в соединениях: +1, +2, +3.
В группе с увеличением порядкового номера сверху вниз окислительные свойства уменьшаются, а восстановительные свойства возрастают. Радиус атома при переходе от бора к алюминию увеличивается, а от алюминия к галию несколько уменьшается, а затем опять увеличивается. Аналогичным образом изменяется энергия ионизации (таблица 7).
Таблица 7 – Характеристики атомов элементов IIIA группы
| 5В | 13Al | 31Ga | 59In | 81Tl | |
| Атомная масса | 10,81 | 26,98 | 69,72 | 114,82 | 204,37 |
| Валентные электроны | 2s22p1 | 3s23p1 | 4s24p1 | 5s25p1 | 6s26p1 |
| Ковалентный радиус атома, нм | 0,088 | 0,126 | 0,127 | 0,144 | – |
| Металлический радиус атома, нм | 0,091 | 0,143 | 0,139 | 0,166 | 0,171 |
| Условный радиус иона Э3+, нм | 0,020 | 0,057 | 0,062 | 0,092 | 0,105 |
| Энергия ионизации Э0 – Э+, эв | 8,298 | 5,986 | 5,998 | 5,786 | 6,108 |
| Содержание в земной коре, ат. % | 6∙10–4 | 6,6 | 4∙10–4 | 1,5∙10–6 | 3∙10-5 |
Подгруппа галия располагается в периодической системе непосредственно после семеств d-элементов. Поэтому на свойствах галлия и его аналогов сказывается d-сжатие. На свойствах таллия, кроме того, сказывается и f-сжатие. Поэтому от индия к таллию размер атома и иона увеличивается незначительно, а энергия ионизации даже несколько возрастает.
Бор имеет несколько аллотропных модификаций – кристаллы черного цвета. Алюминий, галлий, индий, таллий – серебристо-белые металлы. У галия необычно низкая температура плавления +29,78 ºС. Из всех металлов он имеет самый большой температурный интервал существования жидкого состояния. Низкая температура плавления и высокая температура кипения (2205 ºС), а также склонность к переохлаждению позволяют использовать галлий как жидкость в термометрах для измерения высоких температур.
Соединения с водородом имеют общую формулу ЭH3. Боран BH3 – координационно ненасыщенное соединение, поэтому димиризуется с образованием диборана В2Н6 (газ); алан AlH3 – белый порошок, имеет полимерное строение; гидриды GaH3, InH3, TlH3, также как и алан, имеют полимерное строение.
Соединения с кислородом – оксиды, имеют общую формулу Э2O3. Таллий образует также оксид Tl2O. Оксид бора является кислотным. Оксиды алюминия, галлия, индия проявляют амфотерный характер. Tl2O3 – преимущественно основный оксид, Tl2O – основный оксид, по своим свойствам подобный оксидам щелочных металлов. Таким образом, в группе сверху вниз кислотные свойства соединений ослабевают, основные свойства усиливаются.
Бор
Поиск по сайту: