はじめに
原子には、宇宙のすべての物質を構成する 100 以上の異なる化学元素があります。これらの原子は、純粋な形と化合物として知られる混合物の両方で見つけることができます。純粋な元素は、その元素を構成する原子で完全に構成されており、各元素の原子は異なります。たとえば、炭素を構成する原子は、鉄を構成する原子とは異なります。この記事では、それらをユニークにする理由と、13族元素の化合物とは何ですか?この記事では、第 13 族元素の化合物と第 13 族元素の重要な化合物について説明します。
化合物とは?
13族元素の化合物で、2種類以上の元素の原子からなる純物質を化合物といいます。化合物は、さらに構成要素に分解することができます。これらの化合物も、定義された比率の特定の数の原子で構成されています。たとえば、一酸化炭素は化合物です。この化合物は、酸素と炭素の 2 つの部分で構成されています。
一方、分子は、類似した元素の 2 つ以上の原子で構成される物質です。酸素は O2、水素 H2、窒素 N2 はこれらのガスの例です。この場合の水素ガスは、次の基準を満たしていないため、化合物ではなく分子を指します。
- 化合物には少なくとも 2 つの異なる原子が存在する必要があります。
水素ガスは、同じ元素の 2 つの水素原子で構成される H2 です。
互いに結合していないさまざまな化合物を組み合わせることができ、これらの要素を互いに分離または分離することもできます。酸素 O2、窒素 N2、二酸化炭素 CO2、メタン CH4、および空気を形成するその他の粒子の原子および化合物は、混合物の完全な例と見なすことができます。
化合物で原子をまとめて保持できるものは?
化学結合は、原子がいつでも結合できるリンクによって形成されます。化学結合は、分子や化合物の原子をつなぐ力のようなものです。
したがって、化学結合は 2 つの異なるカテゴリに分けることができます :
- イオン結合: 反対の電荷を持つイオン間の静電引力によって作成される結合。そして、この中には、あるイオンの価電子のうちの少なくとも 1 つが、別のイオンに完全に供与されています。鉄は、イオンを失うとプラスに帯電し、イオンを受け取るとマイナスに帯電します。陽イオンは正に帯電したイオンと呼ばれ、陰イオンは負に帯電したイオンと呼ばれます。
- 共有結合 :1 つの原子がその価電子の 1 つを別の原子と共有すると、共有結合が形成されます。
化学分子のさまざまな原子をつなぐこれらの結合は、その要素がどのような種類の物質であるかを教えてくれます。
- イオン性化合物は、イオン結合によって結合している化合物です。
- 共有結合化合物は、共有結合によって結合された原子で構成されています。
元素と化合物
組成が決まっている物質を純物質といいます。これらの物質を構成する粒子は、結合を壊したり、化学構造を変えたりしないと分離できません。化合物と元素の両方が純粋な物質と見なされます。
第 13 族元素の化合物、つまりホウ素族
ボロン は、このグループで反応性が高くない唯一の元素です。ホウ素は構造が小さく、高いイオン化エネルギーを持っています。このため、ホウ素ファミリーの反応性は、グループに向かって移動するにつれて増加します。
B
ホウ素はホウ素族の中で最も反応性の低い元素ですが、タリウムはイオン化エネルギーが低いため最も反応性が高いです。
アルミニウム ：最初に反応すると、反応し続けます。しかし、しばらくすると、その表面に酸化物層が形成されます。この層はそれ以上の反応を防ぎます。この酸化物層が原因で、この要素が不活性になることがあります。このグループの化合物の大部分は電子不足です。これは単純に、それらのオクテットが不完全であることを意味し、これにより、それらの動作はルイス酸のようになります。
例 、BX3 はホウ素の原子価殻に 6 個の電子しかありません。したがって、この要素は配位結合を形成します。
[NH3—>BF3] BX3 + NH3
配位結合は電子を吸収する傾向があるため、ルイス酸として知られています。ただし、グループ内で前に進むにつれて、酸性の性質は減少します (酸性の性質とは、入ってくる電子を引き付ける傾向を指します)。
BX3> AlX3> GaX3>InX3>TlX3
要素はサイズが大きくなるため、強度を失い、ゆっくりと消えていきます。また、電子の吸引力も低下します。
酸素との反応性:
第 13 族元素は酸化物を生成します。サイズが小さく、イオン化エネルギーが高いため、ホウ素は室温で酸素と反応しません。しかし、Al が酸素と結合すると、室温で反応し、時間の経過とともに表面に酸化物の保護層が形成されます。この層により、アルミニウムは非反応性になります。
アルミニウム + 酸素 → 酸化アルミニウム
Al + 3O2 → 2Al2O3
これらの元素も窒素ガスと反応して窒化物を生成します。
6Al +3N2→ 6AlN
窒素 + アルミニウムが窒化アルミニウムになる
これらの元素の酸性度は、グループ内で下に移動するにつれて減少します。
アルミニウムは冷水と反応しますが、ホウ素は水と反応しません。
Al + H2O → Al(OH)3 + H2
アルミニウム + 水 → 水酸化アルミニウム + 水素ガス
ガリウムとインジウムも水と反応しませんが、タリウムは熱水と反応して保護層を形成し、この元素を不活性にします。
ホウ素は強酸と反応しますが、通常の室温では酸や塩基とは反応しません。この要素は両性であるため、アルミニウムは両方と反応します。
Al + HCl → AlCl3 + H2
アルミニウム+塩化水素は塩化アルミニウム+水素ガスになります
Al + NaOH → [NaAl(OH)4]
アルミニウム + 水酸化ナトリウムは、テトラヒドロキソアルミン酸ナトリウムになります
化合物にはさまざまな性質があります。あるものは固体、あるものは液体、あるものは通常の室温と圧力下で気体です。人間にとって非常に危険な化合物もあれば、人間の生存に必要な化合物もあります。 水との反応:
塩基および酸に対する反応性
結論
