13. група хемијских елемената

С Википедије, слободне енциклопедије
Борова група (група 13)
Водоник Хелијум
Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон
Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон
Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон
Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон
Број групе по IUPAC 13
Име елемента борова група
Тривијално име triels
CAS број групе
(САД, патерн А-Б-А)
IIIA
стари IUPAC број
(Европа, патерн А-Б)
IIIB

↓ Периода
2
Слика: Boron chunks
Бор (B)
5 Металоид
3
Слика: Aluminium metal
Алуминијум (Al)
13 Постпрелазни метал
4
Слика: Gallium crystals
Галијум (Ga)
31 Постпрелазни метал
5
Слика: Ductile indium wire
Индијум (In)
49 Постпрелазни метал
6
Слика: Thallium pieces stored in a glass ampoule under argon atmosphere
Талијум (Tl)
81 Постпрелазни метал
7 Нихонијум (Nh)
113 постпрелазни метал

Легенда

примордијални елемент
синтетички елемент
Боја атомског броја:
црна=чврст
Група 4
Периода
2 5
B
3 13
Al
4 31
Ga
5 49
In
6 81
Tl
7 113
Nh

13. група хемијских елемената је једна од 18 група у периодном систему елемената. У овој групи се налазе: бор, алуминијум, галијум, индијум, талијум и нихонијум. The elements in the boron group are characterized by having three valence electrons.[1] Ови елементи су такође називани триелима.[а] У овој периоди се налазе 1 металоид и пет слабих метала. Сви елементи сем унунтријума који је вештачки добијен се налазе у природи. Атомске масе ових елемената крећу се између 10,81 и 284. Ова група носи и називе: борова група хемијских елемената и IIIА група хемијских елемената.

Бор се обично класификује као (металоид), док се остатак, са могућим изузетком нихонијума, сматра пост-транзиционим металима. Бор се ретко јавља, вероватно зато што бомбардовање субатомским честицама произведеним из природне радиоактивности ремети његова језгра. Алуминијум се широко налази на земљи и трећи је најраспрострањенији елемент у Земљиној кори (8,3%).[3] Галијум се налази у земљи са количином од 13 ppm. Индијум је 61. најзаступљенији елемент у земљиној кори, а талијум се налази у умереним количинама широм планете. Није познато да се нихонијум појављује у природи и зато се назива синтетичким елементом.

Неколико елемената групе 13 има биолошку улогу у екосистему. Бор је елемент у траговима код људи и неопходан је за неке биљке. Недостатак бора може довести до успоравања раста биљака, док вишак може нанети штету инхибирањем раста. Алуминијум нема биолошку улогу, нити значајну токсичност и сматра се безбедним. Индијум и галијум могу да стимулишу метаболизам; галијуму се приписује способност везивања за протеине гвожђа. Талијум је високо токсичан, омета функцију бројних виталних ензима, и корштен је као пестицид.[4]

Карактеристике[уреди | уреди извор]

Као и друге групе, чланови ове породице показују обрасце у конфигурацији електрона, посебно у најудаљенијим љускама, што резултира трендовима у хемијском понашању:

Z Елемент Број електрона по љусци
5 бор 2, 3
13 алуминијум 2, 8, 3
31 галијум 2, 8, 18, 3
49 индијум 2, 8, 18, 18, 3
81 талијум 2, 8, 18, 32, 18, 3
113 нихонијум 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3 (предвиђено)

Борova група је запажена по трендовима у конфигурацији електрона, као што је горе приказано, и по неким карактеристикама својих елемената. Бор се разликује од осталих чланова групе по тврдоћи, рефрактивности и неспремности да учествује у металном везивању. Пример тренда реактивности је тенденција бора да ствара реактивна једињења са водоником.[5]

Иако се налази у p-блоку, група је позната по кршењу правила октета од стране својих чланова бора и (у мањој мери) алуминијума. Ови елементи могу поставити само шест електрона (у три молекулске орбитале) на валентну љуску. Сви чланови групе окарактерисани су као тровалентни.

Хемијска реактивност[уреди | уреди извор]

Хидриди[уреди | уреди извор]

Већина елемената у групи бора показује повећану реактивност како елементи постају тежи у атомској маси и како се њехов атомски број повећава. Бор, први елемент у групи, генерално је нереактиван са многим елементима, осим на високим температурама, иако има способност формирања многих једињења са водоником, која се понекад називају борани.[6] Најједноставнији боран је диборан, или B2H6.[5] Други пример је B10H14.

Следећи елементи групе 13, алуминијум и галијум, формирају неколико мање стабилних хидрида, иако постоје AlH3 и GaH3. За индијум, следећи елемент у групи, није познато да формира много хидрида, осим у сложеним једињењима као што је фосфински комплекс H3InP(Cy)3.[7] Синтетизовано стабилно једињење талијума и водоника до сада није синтетисано.

Оксиди[уреди | уреди извор]

Познато је да сви елементи групе бора формирају тровалентни оксид, при чему су два атома елемента ковалентно везана са три атома кисеоника. Ови елементи показују тренд повећања pH (од киселог до базног).[13] Боров оксид (B2O3) је благо кисео, алуминијум и галијум оксид (Al2O3 и Ga2O3) су амфотерни, индијум(III) оксид (In2O3) је скоро амфотерни, а талијум(III) оксид (Tl2O3) је Луисова база јер се раствара у киселинама и формира соли. Свако од ових једињења је стабилно, али се талијум оксид разлаже на температурама вишим од 875 °C.

Узорак бор триоксида у праху (B2O3), једног од оксида бора

Халиди[уреди | уреди извор]

Елементи у групи 13 такође могу да формирају стабилна једињења са халогенима, обично са формулом MX3 (где је M елемент групе бора, а X је халоген).[14] Флуор, први халоген, може да формира стабилна једињења са свим тестираним елементима (осим неона и хелијума),[15] а борова група није изузетак. Чак се претпоставља да би нихонијум могао да формира једињење са флуором, NhF3, пре него што се спонтано распадне због радиоактивности нихонијума. Хлор такође формира стабилна једињења са свим елементима у боровог групи, укључујући талијум, и претпоставља се да реагује са нихонијумом. Сви елементи ће реаговати са бромом под одговарајућим условима, као и са осталим халогенима, али мање енергично од хлора или флуора. Јод ће реаговати са свим природним елементима у периодном систему осим са племенитим гасовима, а познат је по својој експлозивној реакцији са алуминијумом у AlI3.[16] Астат, најтежи халоген, формира само неколико једињења због своје радиоактивности и кратког полуживота, а нема извештаја о једињењу са везом At–Al, –Ga, –In, –Tl или -Nh, иако научници сматрају да би требало да формира соли са металима.[17]

Напомене[уреди | уреди извор]

  1. ^ Назив икосагени је повремено кориштен за групу 13,[2] у контексту икосаедарских структура које карактеристично формирају његови елементи.
  2. ^ До данас нису синтетисана једињења нихонијума (осим могућег NhOH), а сва друга предложена једињења су у потпуности теоретска.

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Kotz, John C.; Treichel, Paul; Townsend, John Raymond (2009). Chemistry and chemical reactivity. 2. Belmont, Ca, USA: Thomson Books. стр. 351. ISBN 978-0-495-38712-1. 
  2. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 
  3. ^ „Soviet Aluminium from Clay”. New Scientist. One Shilling Weekly. 8 (191): 89. 1960. 
  4. ^ Dobbs, Michael (2009). Clinical neurotoxicology: syndromes, substances, environments. Philadelphia, Pa: Saunders. стр. 276—278. ISBN 978-0-323-05260-3. 
  5. ^ а б в Harding, A., Charlie; Johnson, David; Janes, Rob (2002). Elements of the p block. Cambridge, UK: The Open University. стр. 113. ISBN 0-85404-690-9. 
  6. ^ Raghavan, P. S. (1998). Concepts And Problems In Inorganic Chemistry. New Delhi, India: Discovery Publishing House. стр. 43. ISBN 81-7141-418-4. 
  7. ^ Cole, M. L.; Hibbs, D. E.; Jones, C.; Smithies, N. A. (2000). „Phosphine and phosphido indium hydride complexes and their use in inorganic synthesis”. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (4): 545—550. doi:10.1039/A908418E. 
  8. ^ Downs, pp. 197–201
  9. ^ Daintith, John (2004). Oxford dictionary of chemistry. Market House Books. ISBN 978-0-19-860918-6. 
  10. ^ Bleshinsky, S. V.; Abramova, V. F. (1958). Химия индия (на језику: руски). Frunze. стр. 301. 
  11. ^ Downs, pp. 195–196
  12. ^ Henderson, p. 6
  13. ^ Jellison, G. E.; Panek, L. W.; Bray, P. J.; Rouse, G. B. (1977). „Determinations of structure and bonding in vitreous B2O3 by means of B10, B11, and O17 NMR”. The Journal of Chemical Physics. 66 (2): 802. Bibcode:1977JChPh..66..802J. doi:10.1063/1.433959. Приступљено 16. 6. 2011. 
  14. ^ Henderson, p. 60
  15. ^ Young, J. P.; Haire, R. G.; Peterson, J. R.; Ensor, D. D.; Fellow, R. L. (1981). „Chemical Consequences of Radioactive Decay. 2. Spectrophotometric Study of the Ingrowth of Berkelium-249 and Californium-249 Into Halides of Einsteinium-253”. Inorganic Chemistry. 20 (11): 3979—3983. doi:10.1021/ic50225a076. 
  16. ^ Francis, William (1918). „The Chemical Gazette, or Journal of Practical Chemistry”. XVI. Boston, Ma: 269. 
  17. ^ Roza, Greg (2010). The Halogen Elements: Fluorine, Chlorine, Bromine, Iodine, Astatine. NY, New York, USA: The Rozen Publishing Group, Inc. стр. 33. ISBN 978-1-4358-3556-6. 

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]