Grup del bor
El grup del bor, boroides, boroideos o térreos és una série d'elements que estan situats en el grup 13 de la taula periòdica dels elements. El seu nom prové de Terra, ya que l'alumini és el tercer element més abundant en ella, i el més abundant del grup, aplegant a un 7.5%. Tenen tres electrons en el seu nivell energètic més extern. La seua configuració electrònica és ns2np1.
El primer element del grup 13 és el bor(B) (encara que també li'l coneix com a grup de l'alumini pel seu concorregut us en l'actualitat), un metaloide en un punt de fusió molt elevat i en el que predominen les propietats no metàliques. Els atres elements que comprenen este grup són: alumini(Al), gali (Ga), indi (In), talio(Tl), i Nihonio (Nh) que formen ions en una càrrega triple positiva (3+), llevat el talio que ho fa en una càrrega monopositiva (1+).
La característica del grup és que els elements tenen tres electrons en la seua capa més externa, per lo que solen formar composts en els que presenten un estat d'oxidació +3. El talio diferix dels demés en que també és important el seu estat d'oxidació +1. Esta baixa reactivitat del parell d'electrons ser es baixa en el grup es presenta també en atres grups, es denomina efecte del parell inerte i s'explica considerant que en baixar en el grup les energies miges d'enllaç van disminuint.
Característiques
[editar | editar còdic]De la mateixa manera que atres grups, els membres d'esta família mostren patrons en la configuració electrònica, especialment en les capes més externes, lo que dona com resultat tendències en el comportament químic:
| Z | Element | N.º d'electrons per capa |
|---|---|---|
| 5 | bor | 2, 3 |
| 13 | alumini | 2, 8, 3 |
| 31 | gali | 2, 8, 18, 3 |
| 49 | indi | 2, 8, 18, 18, 3 |
| 81 | talio | 2, 8, 18, 32, 18, 3 |
| 113 | nihonio | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3 (predicció) |
El grup del bor es destaca per les tendències en la configuració electrònica, com es mostra dalt, i en algunes de les característiques dels seus elements. El bor es diferencia dels atres membres del grup en el seu durea, refracció i renuencia a participar en l'unió metàlica. Un eixemple d'una tendència en la reactivitat és la tendència del bor a formar composts reactius en hidrogen.[1]
Encara que està situat en el bloc p, el grup és conegut per la violació de la regla de l'octet per part dels seus membres de bor i (en menor mida) d'alumini. Tots els membres del grup es caracterisen com trivalente.
Reactivitat química
[editar | editar còdic]Hidrur
[editar | editar còdic]La majoria dels elements en el grup del bor mostren una reactivitat creixent a mida que els elements es tornen més pesats en massa atòmica i més alts en número atómico. El bor, el primer element del grup, generalment no reacciona en molts elements llevat a altes temperatures, encara que és capaç de formar molts composts en hidrogen, a voltes cridats boranos .[2] El borano més simple és el biborano, o B2H6.[1] Un atre eixemple és B10H14.
Els següents elements del grup 13, alumini i gali, formen menys hidrur estables, encara que existixen tant AlH3 com GaH3. No se sap que l'indi, el següent element del grup, forme molts hidrur, llevat en composts complexos com el complex fosfina H3InP(Cy)3.[3] No s'ha sintetisat cap compost estable de talio i hidrogen en cap laboratori.
| Alguns composts químics comuns del grup del bor[1] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Element | Òxits | Hidrur | Fluorur | Clorur | Sulfur |
| Bor | (β/g/α)B2O3 | B2H6 | BF3 | BCl3 | B2S3 |
| B2O | B10H14 | Plantilla:Chem | |||
| B6O | BH3 | B2F4 | |||
| B5H9 | BF | ||||
| B6H12 | |||||
| B4H10 | |||||
| BPlantilla:La seuaPlantilla:Chem | |||||
| BPlantilla:La seuaPlantilla:Chem | |||||
| B20H26 | |||||
| Alumini | (γ/δ/η/θ/χ)A el2O3 | (α/α'/β/δ/ε/θ/γ) AlH3 | AlF3 | AlCl3 | (α/β/γ) A el2S3 |
| A el2O | A el2H6 | ||||
| AlO | AlH4 | ||||
| Plantilla:Chem | |||||
| Gali | (α/β/δ/γ/ε) Ga2O3 | Ga2H6 | GaF3 | GaCl3 | GAS |
| GaH4 | GaCl2 | ||||
| GaH3 | Ga2Cl4 | ||||
| Ga2Cl6 | |||||
| Plantilla:Chem | |||||
| GaPlantilla:La seuaPlantilla:Chem | |||||
| Indi | In2O3 | InH3 | InF3 | InCl3 | (α/β/γ) In2S3 |
| In2O | |||||
| Talio | Tl2O3 | TlH3 | TlF | TlCl | |
| Tl2O | TlH | TlF3 | TlCl3 | ||
| TlO2 | Plantilla:Chem | TlCl2 | |||
| Tl4O3 | Plantilla:Chem | Tl2Cl3 | |||
| Nihonio | (Nh2O)[9] | (NhH) | (NhF) | (NhCl) | NhOH |
| (Nh2O3) | (NhH3) | (NhF3) | (NhCl3) | ||
| (Plantilla:Chem) | |||||
Òxits
[editar | editar còdic]Se sap que tots els elements del grup bor formen un òxit trivalente, en dos àtoms de l'element units covalentemente en tres àtoms d'oxigen. Estos elements mostren una tendència d'aument de pH (d'àcit a bàsic).[10] l'òxit de bor (B2O3) és llaugerament àcit,els òxits d'alumini i gali (A el2O3 i Ga2O3 respectivament) són anfóteros, indi (III) òxit (In2O3) és casi anfótero, i l'òxit de talio(III) (Tl2 O3) és una base de Lewis perque es dissol en àcit per a formar sals. Cada u d'estos composts és estable, pero l'òxit de talio es descompon a temperatures superiors a 875 °C.
Halurs
[editar | editar còdic]Els elements del grup 13 també són capaços de formar composts estables en els halógenos, generalment en la fòrmula MX3 (a on M és un element del grup bor i X és un halógeno).[11] El flúor, el primer halógeno, és capaç de formar composts estables en tots els elements que s'han provat (llevat neó i heli),[12] i el grup del bor no és una excepció. Inclús existix l'hipòtesis de que el nihonio podria formar un compost en flúor, NhF3, abans de descompondre's espontàneament per la radiactivitat del nihonio. El clor també forma composts estables en tots els elements del grup del bor, inclós el talio, i se supon que reacciona en el nihonio. Tots els elements reaccionaran en bromo baix les condicions adequades, com en els atres halógenos pero menys vigorosamente que el clor o el flúor. El yodo reaccionarà en tots els elements naturals de la taula periòdica llevat els gasos nobles, i es destaca per la seua reacció explosiva en l'alumini per a formar 2ALI3.[13] l'astato, el halógeno més pesat, solament ha format alguns composts, per la seua radiactivitat i vida mija curta, i no hi ha informes d'un compost en un At-Al, -Ga, -In, -Tl o - S'han vist enllaços Nh, encara que els científics creuen que deuria formar sals en els metals.[14]
Propietats físiques
[editar | editar còdic]S'ha notat que els elements del grup del bor tenen propietats físiques similars, encara que la majoria dels bor són excepcionals. Per eixemple, tots els elements del grup del bor, llevat el propi bor, són bla. Ademés, tots els demés elements del grup 13 són relativament reactius a temperatures moderades, mentres que la reactivitat del bor solament es torna comparable a temperatures molt altes. Una característica que tots tenen en comú és tindre tres electrons en el seu capa de valència. El bor, en ser un metaloide, és un aïllant tèrmic i elèctric a temperatura ambiente, pero un bon conductor de calor i electricitat a altes temperatures.[4] A diferència del bor, els metals del grup són bons conductors en condicions normals. Açò està d'acort en la generalisació de llarga data de que tots els metals conduïxen la calor i l'electricitat millor que la majoria dels no metals.[15]
Estats d'oxidació
[editar | editar còdic]l'efecte del parell s inerte és significatiu en els elements del grup 13, especialment en els més pesats com el talio. Açò dona com resultat una varietat d'estats d'oxidació. En els elements més llaugers, l'estat +3 és el més estable, pero l'estat +1 es torna més freqüent a mida que aumenta l'número atómico i és el més estable per al talio.[16] El bor és capaç de formar composts en estats d'oxidació més baixos, de +1 o +2, i l'alumini pot fer lo mateix.[17] El gali pot formar composts en els estats d'oxidació +1, +2 i +3. L'indi és com el gali, pero els seus composts +1 són més estables que els de els elements més llaugers. La força de l'efecte del parell inerte és màxima en el talio, que generalment solament és estable en l'estat d'oxidació de +1, encara que l'estat de +3 s'observa en alguns composts. Des de llavors, s'han informat radicals estables i monoméricos de gali, indi i talio en un estat d'oxidació formal de +2.[18] El nihonio és possible tinga un estat d'oxidació +5.[19]
Tendències periòdiques
[editar | editar còdic]Hi ha vàries tendències que s'observen en les propietats dels membres del grup bor. Els punts d'ebullició d'estos elements descendixen d'un periodo a un atre, mentres que les densitat tendixen a aumentar.
| Element | Punt d'ebullició | Densitat (g/cm3) |
|---|---|---|
| Bor | 4000 °C | 2.46 |
| Alumini | 2519 °C | 2.7 |
| Gali | 2204 °C | 5.904 |
| Indi | 2072 °C | 7.31 |
| Talio | 1473 °C | 11.85 |
Nuclears
[editar | editar còdic]En l'excepció del nihonio sintètic, tots els elements del grup del bor tenen isòtops estables. Degut a que tots els seus número atómico són impars, el bor, el gali i el talio tenen solament dos isòtops estables, mentres que l'alumini i l'indi són monoisotópicos i solament tenen un, encara que la major part de l'indi que es troba en la naturalea és el débilmente radiactiu 115In. 10B i 11B són estables, de la mateixa manera que 27Al, 69Ga i 71Ga, 113In, i 203Tl i 205Tl.[20] Tots estos isòtops es troben fàcilment en cantitats macroscòpiques en la naturalea. No obstant, en teoria, se supon que tots els isòtops en un número atómico superior a 66 són inestables a la desintegració alfa. Pel contrari, tots els elements en número atómico menors o iguals a 66 (llevat Tc, Pm, Sm i Eu) tenen a lo manco un isòtop que és teòricament energèticament estable a totes les formes de desintegració (en l'excepció de la desintegració de protones , que mai s'ha observat, i fissió espontànea, que és teòricament possible per a elements en número atómico superiors a 40).
De la mateixa manera que tots els demés elements, els elements del grup del bor tenen isòtops radiactius, que es troben com traces en la naturalea o produïts sintéticamente. El més longeu d'estos isòtops inestables és l'isòtop d'indi 115In, en el seu extremadament llarga vida mija de 4.41 × 1014 i. Este isòtop constituïx la gran majoria de tot l'indi natural a pesar de la seua llaugera radiactivitat. El de vida més curta és 7B, en una vida mija d'a penes 350±50 × 10−24 s, sent els isòtop de bor en la menor cantitat de neutrons i vida mija llarga suficient per a poder ser medida. Alguns radioisòtops tenen funcions importants en l'investigació científica; uns pocs s'utilisen en la producció de bens per a us comercial o, més rarament, com a component de productes terminats.[21]
Propietats químiques
[editar | editar còdic]- Cap mostra tendència a formar aniones simples.
- Tenen estat d'oxidació +3, pero també +1 en varis elements. Açò ocorre per el "Efecte Parell Inerte" segons el qual, en perdre primer un electró del orbital np, el orbital ns queda ple, lo que ho fa menys reactiu. Per a Ga i In, l'estat d'oxidació +1 és menys important que +3. Per a Tl, els composts en Tl+ s'assemblen als composts en metals alcalinos.
- Com es veu, la molècula presenta un enllaç de tres centres, no es pot distinguir com enllace H-B-H es forma primer i la seua llongitut és la mateixa.
- El Bor pot formar enllaços covalente ben definits, és un semiconductor, és dur a diferència del restant que són molt blans. El bor forma composts en hidrogen cridats boranos, sent el més simple el diborano B2H6.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 (2002) Elements of the p block, Cambridge, UK: The Open University, p. 113. ISBN 0-85404-690-9.
- ↑ Raghavan, P. S. (1998). Concepts And Problems In Inorganic Chemistry, New Delhi, Índia: Discovery Publishing House, p. 43. ISBN 81-7141-418-4.
- ↑ “Phosphine and phosphido indium hydride complexes and their use in inorganic synthesis” (2000). Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (4): 545–550. doi:.
- ↑ 4,0 4,1 Downs, pp. 197–201
- ↑ Daintith, John (2004). Oxford dictionary of chemistry, Market House Books. ISBN 978-0-19-860918-6.
- ↑ (1958) Química de l'indi (en ru), Frunze, p. 301.
- ↑ Downs, pp. 195–196
- ↑ Henderson, p. 6
- ↑ Fins a la data, no s'han sintetisat composts de nihonio (llevat possiblement NhOH), i tots els demés composts proposts són completament teòrics.
- ↑ “Determinations of structure and bonding in vitreous B2O3 by means of B10, B11, and O17 NMR” (1977). The Journal of Chemical Physics 66 (2): 802. doi:. Bibcode: 1977JChPh..66..802J.
- ↑ Henderson, pág. 60
- ↑ “Chemical Consequences of Radioactive Decay. 2. Spectrophotometric Study of the Ingrowth of Berkelium-249 and Californium-249 Into Halides of Einsteinium-253” (1981). Inorganic Chemistry 20 (11): 3979–3983. doi:.
- ↑ Francis, William (1918). “The Chemical Gazette, or Journal of Practical Chemistry” XVI.
- ↑ Roça, Greg (2010). The Halogen Elements: Fluorine, Chlorine, Bromine, Iodine, Astatine, NY, New York, USA: The Rozen Publishing Group, Inc., p. 33. ISBN 978-1-4358-3556-6.
- ↑ Girard, James E. (2010). Criminalistics: Forensic Science, Crime and Terrorism, Jones & Bartlett Learning, p. 221. ISBN 978-0-7637-7731-9.
- ↑ Henderson, p. 57
- ↑ Barrett, Jack (2001). Structure and bonding, Cambridge, UK: The Royal Society of Chemistry, p. 91. ISBN 0-85404-647-X.
- ↑ “Stable GaX2, InX2 and TlX2 radicals” . Nature Chemistry 6 (4): 315–319. doi:. PMID 24651198. Bibcode: 2014NatCh...6..315P.
- ↑ Haire, Richard G. (2006). «Transactinides and the future elements», The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 3rd edició, Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Mija. ISBN 1-4020-3555-1.
- ↑ (2011) The Group 13 Metals Aluminium, Gallium, Indium and Thallium: Chemical Patterns and Peculiarities, John Wiley & Sons, p. ii. ISBN 978-0-470-68191-6.
- ↑ Downs, pp. 19–24
- Este artícul conté una traducció derivada de «Grupo del boro» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.