グループ13の酸素に対する反応性

第 13 族元素はホウ素族に属します。これらの要素は p ブロックで始まります。このグループには次の要素が含まれます:

• ボロン (B)

• アルミニウム (Al)

• ガリウム (Ga)

• インジウム (In)

• タリウム (Tl)、

• ニホニウム (Nh)

このグループの元素の中で、ホウ素は異常な挙動を示し、アルミニウムは金属的性質を持ちますがホウ素に似ています。他の元素、つまりガリウム、インジウム、タリウムは金属です。このグループは、ホウ素グループ ファミリーと呼ばれることもあります。この記事では、グループ13の酸素との反応性およびその他の同様の特性について学びます.

グループ 13 の電子構成

• グループ 13 外殻の電子配置は ns²np¹ です。

• 希ガスのコアには、アルミニウムとホウ素が含まれています。

• 希ガスのコアにはプラス 10 個の d 電子があります。

• タリウム希ガス コアには、14 個の f 電子と 10 個の d- 電子が存在します。

• この電子コアの違いにより、これらの元素は異なる化学的性質と化学的性質を持っています.

• p 個のブロック元素は、価電子の総数に等しい最大の酸化特性を示します。

• これらの元素の酸化状態は、周期表の右側に移動すると増加します。

これらの要素の存在

• ボロン

ボロンは自由状態では存在しません。この元素は、3 人の化学者によって最初に発見されました。ホウ酸塩、オルトホウ酸、ホウ砂として発生する希少元素の 1 つです。ホウ素もカーナイトから供給されます。インドでは、この要素はサンバール湖 (ラジャスタン) とプガ渓谷 (ラダック) で見つけることができます。ホウ素は、¹⁰B (19%) と ¹¹B (81%) の 2 種類の同位体を示します。

• アルミニウム

アルミニウムも遊離状態には存在しません。しかし、酸素 (45.5%) とケイ素 (27.7%) に次いで、自然界に見られる最も豊富な元素の 1 つ (質量で 8.3%) です。氷晶石とボーキサイトは、アルミニウムの重要な鉱物の一部です。インドでは、雲母の形でアルミニウムを見つけることができます。

• ガリウム、インジウム、タリウム

これら 3 つの要素は、本来あまり利用できません。また、タリウムはこのグループ 13 の非常に有毒な元素であると考えられています。

グループ 13 の周期的性質

• 第 13 族の周期表を下に移動すると、各元素は電子の殻を追加します。そしてこれにより、原子半径は上から下に増加します。

• しかし、グループの 2 つの要素には違いがあります。ガリウムの原子半径は、アルミニウムよりも小さいです。 (Al は 142 pm、Ga は 135 pm) .

• これは、電子配置の内核の違いによるものです。

• 希ガス コアはアルミニウムに存在しますが、ガリウムには 10 個を超える d 電子があります。これらの 10 個の d 電子のため、外側の電子のスクリーニングが不十分です。ガリウムの核電荷の存在も増加しています。

2. イオン化エンタルピー (IE または ∆ H)

• 13 族元素のイオン化エンタルピーも不規則です。 AI から TI に移動すると、エンタルピーは減少します。

• 10 個の d-電子が内部電子配置に存在します。 p および s 電子より少ない核電荷を遮蔽します。

3. 電気陰性度

グループ 13 に移動すると、電気陰性度が減少します。電気陰性度は、B から AI に向かって移動するにつれて小さくなります。元素の原子サイズの違いによる減少があります。

13族元素の化学的性質

第 13 族の元素から切り離すには、元素が大量のエネルギーを必要とします。これは、13 族元素と酸素によって形成されるすべての化合物が熱力学的に不活性であるためです。ホウ素はメタロイドである家族の唯一の要素です。

• 酸素に対するグループ 13 の反応性

酸素に対するグループ 13 の反応性が高い。このグループのすべての元素は、酸素と反応して三酸化物 M2O3 を形成します。

4M(s) + O2 (g) → 2M2O3(s)

タリウムは、Tl2O3 とともに Tl2O を生成できます。グループ 13 の元素の反応性は、グループ内で 1 つの元素から別の元素に移動するにつれて増加します。一方、ホウ素は酸素に対して特異な挙動を示し、反応しません。ホウ素を加熱すると、非晶質ホウ素が酸素と反応して B2O3 が形成されます。

実際、アルミニウムは酸素と熱力学的に反応するはずですが、安定しています。これは、Al2O3 が金属表面に保護被膜を形成し、不活性にするためです。

• グループ 13 のアルカリおよび酸に対する反応性

高温では、ホウ素は強い酸化性の酸と反応しますが、HCl などの非酸化性の酸とは反応しません。しかし、H2SO4 と HNO3 で構成される高温の濃縮混合物に対して反応し、ホウ酸を生成します。

B(s) + 3HNO3 (aq) → H3BO3 (aq) + 3NO2 (g)

この元素は、773 K までのアルカリ (NaOH および KOH) にも耐性があります。その後、ホウ素はホウ酸塩を形成します。

2B(s) + 6KOH(s) → 2K3BO3(s) + 3H2(g)

第 13 族に存在する他のすべての元素は、両方の酸化性酸と反応し、水素ガスを放出します。

• グループ 13 のハロゲンに対する反応性

このグループの元素はハロゲンと反応して三ハロゲン化物 MX3 を形成します。しかし、タリウムは TlCl3 を生成します。

2M(s) + 3X2 (g) → 2MX3

• 酸塩基の特徴

グループ 13 の酸性特性は、グループが下に行くにつれて減少します。逆に基本キャラが増える。

結論

第 13 族の元素について、その元素の特徴と酸素に対する反応性について学びました。このグループは通常、3 つの価電子によって識別されます。この記事では、13 族元素の化合物の重要性についても説明します。