Третья группа ПС презентация

подгруппы галлия
Побочная подгруппа: подгруппа Sc + лантаноиды + актиниды

p d (f) f f f f f f

B


Al
Sc

Ga
Y

In
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu
Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb
Lu
Tl
Ac Th Pa U Np Pu Am
Cm Bk Cf Es Fm Md No
Lr

Особенности группы в целом:
самая элементоемкая группа (37 элементов);
самая «аномальная группа»; «аномальные» элементы: B, Ga, Tl – в главной подгруппе, Sc, Ce, Tb, Eu, Yb – в побочной. (Элементы, у которых заполнение электрона впервые происходит на новые оболочки: B, Sc, Ce)
Следствие «аномальностей»: аналогии – особенно в главной подгруппе проследить более сложно, чем в других подгруппах;

подгруппы галлия
Побочная подгруппа: подгруппа Sc + лантаноиды + актиниды

p d (f) f f f f f f

B


Al
Sc

Ga
Y

In
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu
Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb
Lu
Tl
Ac Th Pa U Np Pu Am
Cm Bk Cf Es Fm Md No
Lr

Особенности группы в целом (продолжение):
разница между элементами III главной и III побочной подгрупп минимальна в ПС (в максимальной степени окисления +3 элементы подгруппы скандия приобретают структуру sp элементов (s2p6), а элементы подгруппы галлия – структуру d– элементов d10, т.е. главная и побочные подгруппы как бы меняются местами).

p- орбитали электрона потенциал ионизации очень велик (по этой причине преобладающими становятся неметаллические свойства);
появляется диагональная аналогия с кремнием;
реализуются соединения с дефицитом электронов (например, диборан B2H6 и другие бораны), которые не трактуются в МВС;
изоэлектронная углероду пара B-N может давать огромное многообразие «псевдоорганических» соединений и, возможно, быть альтернативой известной нам углеродной жизни.

с дефицитом электронов (например, диборан B2H6 и другие бораны), которые не трактуются в МВС;

Строение и электронная структура диборана B2H6

с дефицитом электронов (например, диборан B2H6 и другие бораны), которые не трактуются в МВС;

Икосаэдрические фрагменты в кристаллических структурах α-бора (слева) и β- бора (справа)

пара B-N может давать огромное многообразие «псевдоорганических» соединений и, возможно, быть альтернативой известной нам углеродной жизни.

Структура “неорганического бензола”
Li[BH4] + NH4Cl = =B3N6H6 + 3LiCl + 9H2

(HC-CH)(BH)10 - трехмерное
высокоароматическое соединение – орто-караборан

оС) и т.кип. (3660 оС)
ρ = 2.35 г/см3 – черный, кристаллический бор; ρ = 1.73 г/см3 – коричневый, аморфный бор
Кристаллический бор очень твердый (9.5 по шкале Мооса)
Кристаллический бор – полупроводник, Еg = 1.55 эВ
Бор имеет 2 стабильных изотопа 10В, 11В 10В + 1n = 4He + 7Li – замедление нейтронов
Бор – восстановитель, Е0(Н3ВО3/В) = -0.87 В

и щелочами при н.у.
При нагревании реагирует с неметаллами 4B + 3O2 = 2B2O3 700oC 2B + 3Cl2 = 2BCl3 800oC 2B + N2 = 2BN 900oC
При Т>1000оС реагирует со многими металлами и оксидами 2B + Al = AlB2 10B + 2P2O5 = P4 + 5B2O3 2B + 3H2O = 3H2 + B2O3
Окисляется кислотами-окислителями и в щелочных расплавах B + 3HNO3 конц = H3BO3 + 3NO2 ∼100oC 2B + KClO3 + 2KOH = 2KBO2 + KCl + H2O

для оксида и гидроксида бора: B2O3 + 2NaOH(расплав) = NaBO2 + H2O↑ B2O3 + 3H2O ⇔ 2B(OH)3 ; при нагревании борная кислота ( B(OH)3≡H3BO3 ) разлагается; B(OH)3 + H2O⇔ H[B(OH)4] ⇔ H+ + [B(OH)4]− (сильно смещено влево!);
B(OH)3 – амфолит с преобладанием кислотных свойств: 4H3BO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + 7H2O. Но: 2 B(OH)3 + 3H2SO4 (б/в) = B2(SO4)3 + 3H2O
Склонность бора к формированию ковалентности, равной 4 (одна из связей сформирована по д/а механизму): LiH + B2H6 = 2Li[BH4]
Склонность к образованию сложных эфиров со спиртами: В(OH)3 + 3CH3OH → B(OCH3)3 + 3H2O

солей) при поликонденсации борной кислоты (запишем B(OH)3 как (HO)2-B-OH): (HO)2-B-OH + HO-B-(OH)2 → →HOH + (HO)2-B-O-B(OH)2 и далее: HO-B-O-B-OH + HO-B-O-B-OH → OH OH → HOH + HO-B-O-B-O-B-O-B-OH и т.д. OH OH

Анион, входящий в структуру буры Na2B4O7∙xH2O x = 2;7;10

наиболее близкие аналоги силикатных стекол;
высокой устойчивости фторидных комплексов; это проявляется, в частности, в способности боратных и силикатных стекол растворяться в плавиковой кислоте: B2O3 + 8HF = 2H[BF4] + 3H2O = 2H+ + 2[BF4]−+ 3H2O; SiO2 + 6HF = H2[SiF6] + 2H2O = 2H+ + [SiF6]2−+ 2H2O;
полупроводниковых св-вах простых крист. B и Si;
способности формировать соли – производные изо- и гетерополикислот.