すべての 13 族元素はホウ素族と呼ばれます。周期表は、s、p、d、および f ブロックというさまざまなグループに分けられます。この分割は、価電子の数に基づいています。たとえば、価電子が d サブシェルにある場合、それは d ブロックの下にグループ化されます。
ホウ素ファミリーには、ホウ素、ガリウム、アルミニウム、インジウム、タリウムの 5 種類があります。ホウ素ファミリーの電子配置は Nsnp です。アルミニウムは、このグループで最も豊富な元素であり、地球上で 3 番目に豊富であると考えられています。
この記事では、ホウ素元素の錯体形成傾向について説明します。
ホウ素族の一般的な性質
電子構成
Nsnp は 13 族元素の電子配置です。
原子半径
このグループのすべての元素は、アルカリ土類元素と比較して核電荷のためにサイズが最小です。ガリウム以外は、下に行くほど原子半径が大きくなります。ガリウムは、原子核の引力を効果的に遮蔽しない既存の d 軌道のために原子半径が小さくなっています。 B TI から、イオン半径は 13 族元素で増加します。
密度
ホウ素からタリウムまで、元素の密度が高くなります。
融点と沸点
第 13 族の元素は、対応する第 2 族の元素に比べて融点が高くなります。しかし、グループを下るにつれて融点が下がり、構造変化により急激に上昇します。
最初の要素であるホウ素は、他のファミリー メンバーと比較してわずかに高い融点を持っています。これは、共有結合が原子を強力に保持するホウ素の立体構造によるものです。
ガリウムは Ga2 の分子を含んでいるため、融点が低くなります。 ガリウムは2276Kでも液体のままである。この性質から、ガリウムは高温温度計に使われている。
イオン化エンタルピー
イオン化エンタルピーの値は、ホウ素ファミリーでわずかに低くなります。アルカリ土類金属に比べて値が低い。シェルから電子を取り除くのは簡単です ( Nsnpconfiguration )。
ホウ素からアルミニウムに移行すると、イオン化エンタルピー値が減少します。しかし、次の元素であるガリウムは、ガリウムが d 電子の干渉をほとんど遮断しないため、残りの元素よりも高い値を持っています。タリウムに移行すると値が増加するため、このグループには一貫性がありません。
酸化状態
ガリウム、インジウム、タリウムの酸化状態は、それぞれ +1 と +3 です。しかし、ホウ素とアルミニウムは+3の酸化状態を持っています。
ホウ素ファミリーをさらに下に移動すると、不活性ペア効果により酸化状態が減少します。この効果は、要素が +3 電子を占有するのに役立ちません。ホウ素とアルミニウムの後のすべての元素は、+1 の酸化状態を持っています。
不活性ペア効果
この効果は、s 電子を持つ元素が結合プロセスに参加するのをためらうためです。この効果は、ns のシールド効果が低いためです。それらは電子 d と f に介入し、それらが結合を形成するのを止めます。
13 元素のグループを下に移動するにつれて、不活性ペア効果が増加します。そのため、以下のすべての元素の酸化状態値が低くなります。
陽性要素
陽性要素は金属です。第 13 族元素は、アルカリ土類金属に比べて電気陽性度が低くなります。これらの元素はサイズが小さく、イオン化エンタルピーがはるかに高くなります。
ホウ素からアルミニウムに移行すると、電気陽性度が増加します。しかし、ガリウムからタリウムに減少するのは、d 軌道と f 軌道が存在するためです。
還元特性
M と M の電極電位値が増加するため、アルミニウムからタリウムに移動するにつれて文字が減少します。グループがたどる順序は、Al> Ga> In> Tl です。
化合物の性質
ホウ素ファミリーで下に移動すると、イオン結合を形成する傾向が高まり、ホウ素は共有結合を形成しますが、アルミニウムは共有結合とイオン化合物の両方を形成します.
一方、ガリウムは無水で共有結合を形成する GaCl3 とイオン化合物を形成します。
コンプレックス形成
第 13 族の元素はサイズが小さいため、s ブロック元素に比べて複合体を形成する傾向が強くなります。
13族元素の複合体形成傾向
最初の遷移系列の要素は、複合体形成傾向に必要な条件をすべて満たしています。グループに存在する陽イオンは、特定の分子と複合体を形成する傾向があります。たとえば、CO、NO、NH3 .
結合を形成するすべての分子とイオンは配位子 (L) と呼ばれます。それらは、ドナー原子 (通常は中心原子である原子) に複数の孤立電子対を持っています。彼らは、M←L配位共有結合を介して行われる複合体形成中に、この原子を金属イオンまたは原子に供与します。
このプロセスは、酸化状態の金属イオンが電子不足であるか、存在する原子が電子受容体であるために発生します。
サイズが小さく電荷密度が高いため、金属イオンは錯体の形成を促進します。また、配位子の塩基性にも依存します。この傾向も、金属イオンの正の酸化状態が増加するにつれて増加します。
錯体の性質は、結合のための金属イオンと原子の利用可能性に依存します。 S、p、d は軌道の種類です。
遷移系列の複合体は、四面体、正方形、平面、または八面体構造のいずれかの形状をしています。これらの形状は、金属水素化物が配位子軌道との結合になる前にハイブリダイズしていることを示しています。
結論
この記事では、第 13 族元素の複合体形成傾向について説明します。複合体形成傾向の例についても言及した。
13族はホウ素族としても知られています。このグループの要素は複合体を形成する傾向があります。これは、多数の空軌道を持つ d 軌道の存在によるものです。これは最終的に、これらの化合物の可変酸化状態につながります。複合体の形状は、正方形の平面、四面体、または八面体です。
