Элементы главной подгруппы III группы

Главную подгруппу III группы составляют элементы бор, алюминий, галлий, индий и таллий. Элемент Номер Атомная масса Электронная конфигурация Бор 5 10.81 Іл-2.4-2/)' Алюминий 13 26,98 ІЛЛр'ЗлЧ/)' Галлий 21 69,72 Іг2ї:2/>'і3.у23//31 Индий 49 114.82 1л-2г2/>43л-23/>л3мОни относятся к />-элементам. Атомы элементов подгруппы имеют по три электрона на внешнем энергетическом уровне. В химических соединениях проявляют степень окисления, равную +3, хотя бор может проявлять степень окисления -3. Для таллия наиболее устойчивой является степень окисления +1.

Химические свойства элементов главной подгруппы III группы

Металлические свойства элементов главной подгруппы III группы ослабевают по сравнению с элементами главной подгруппы II группы. Так, бор относится к неметаллам и имеет наибольшую энергию ионизации в подгруппе. С возрастанием заряда ядра энергия ионизации атомов уменьшается и металлические свойства усиливаются. Алюминий — металл, хотя его гидроксид обладает амфотерными свойствами. Наиболее сильно металлические свойства выражены у таллия, а в степени окисления +1 он близок к щелочным металлам. Все элементы подгруппы образуют оксиды типа R,Oy им отвечают гидроксиды состава R(OH)3. Бор является кислотообразующим элементом, не образует положительно заряженных ионов в водных растворах.

С водородом элементы главной подгруппы III группы непосредственно не реагируют. Бор образует летучие водородные соединения — бораны. Гидрид алюминия — полимерное твердое вещество. Все элементы подгруппы при повышенной температуре реагируют с кислородом и другими неметаллами. Например, 4В + ЗО, >7оот 2В,03.

Химическая связь в оксиде бора ковалентная; это кислотный оксид. Ему соответствует борная кислота Н3В03. Остальные элементы группы образуют ионные оксиды, проявляющие амфотерные свойства. Соответствующие гидроксиды также амфотерны. Элементы подгруппы бора реагируют со многими металлами, образуя интерметаллиды. Например, ЗА1 + Ni = NiAlj.

Алюминий и его соединения

Алюминий. Физические свойства. Чистый алюминий представляет собой легкий серебристо-белый металл, очень пластичный и ковкий.

После серебра и меди металлический алюминий — лучший проводник электричества и тепла

Химические свойства. Алюминий сравнительно легко отдает валентные электроны, проявляя восстановительные свойства. Металлические свойства алюминия более слабые по сравнению с щелочными и щелочноземельными металлами. В ряду стандартных электродных потенциалов алюминий стоит перед железом и по активности близок к щелочноземельным металлам.

Чистый алюминий устойчив на воздухе, в горячей и холодной воде, в концентрированных серной и азотной кислотах. Это объясняется тем, что на поверхности алюминия образуется прочная защитная пленка оксида алюминия, которая препятствует дальнейшему взаимодействию.

Если оксидную пленку разрушить, то алюминий активно реагирует с водой: 2А1 + 6Н20 = 2А1(ОН)3 + ЗН2Т.

Очищенный алюминий так же легко реагирует с разбавленными растворами кислот: 2А1 + 6НС1 = 2А1С1, + ЗН,Т.

На холоде алюминий не взаимодействует с концентрированными серной и азотной кислотами.С горячими растворами этих кислот алюминий реагирует, но водород при этом не выделяется:

А1 + 6HNO, = A1(NOj)J + 3NO, + ЗН20.

Алюминий вступает в реакцию с галогенами: 2А1 + ЗВг2 = 2А1Вг,

В присутствии влаги в качестве катализатора порошок алюминия бурно реагирует с йодом: 2А1 + 31, = 2AJ1}

При высоких температурах (700-2000°С) алюминий вступает в реакцию с серой, азотом и углеродом, образуя сульфид А1Д, нитрид A1N и карбид А14С3 соответственно.

Алюминий легко растворяется в щелочах, при этом образуются алюминаты: 2А1 + 2NaOH + 6Н,0 = 2Na[Al(OH)4] + ЗН,Т.

При нагревании порошок алюминия воспламеняется и сгорает ослепительным пламенем: 4А1 + 302 = 2А1,03.

При этом выделяется большое количество энергии. Эта особенность алюминия широко используется для получения различных металлов из оксидов путем восстановления их алюминием (алюмотермия)

Оксид алюминия. Физические свойства. Белое, твердое, нерастворимое в воде и очень тугоплавкое вещество. Природные кристаллы оксида алюминия (корунд), окрашенные в разные цвета за счет примесей, относятся к драгоценным камням (сапфиры, аметисты, рубины)

Химические свойства. Оксид алюминия не растворяется в воде и не реагирует с ней. Он амфотерен. т. е. взаимодействует и с щелочами, и с кислотами:

а) с соляной кислотой:

А1203 + 6НС1 = 2А1С1, + ЗН,0;

б) при сплавлении с твердым гидроксидом натрия:

А1,03 + 2NaOH = 2NaA102 + Н20;

в) с раствором гидроксида натрия:

А1203 + 2NaOH + ЗН.О = 2Na[Al(OH)4).

Являясь амфотерным соединением, оксид алюминия может взаимодействовать не только с кислотами и щелочами, но и с карбонатами щелочных металлов (при сплавлении): А1203 + Na2C03 = 2NaA102 + С02. а также с кислыми солями (при сплавлении):

А1203 + 6KHSO, = A1,(S04)3 + 3K2S04 + зн2о.

Гидроксид алюминия. Физические свойства. Свежеосажденный гидроксид алюминия представляет собой белый студенистый осадок, нерастворимый в воде, но легко растворимый в кислотах и сильных щелочах.

3. Зак. 482

Химические свойства. Гндроксид алюминия имеет амфотерный характер, хотя как кислотные, так и основные свойства выражены у него очень слабо:

а) А1(ОН), + 3HCI = А1С1, + ЗН,0; А1(ОИ)} + ЗН* = А1" + ЗН,0;

б) А1(ОН), + NaOH = Naf AI(OH)J; АІ(ОН), + ОН" = |AI(OH)j".

Как видно из приведенных уравнений реакций, в кислой среде преобладает ион А13*, а в щелочной преимущественно образуется ион [Al(OH)J_, он являегся наиболее устойчивым.

<< | >>
Источник: Копылова Н.А.. Шпаргалка по химии / Н.А. Копылова. — Изд. 2-е. — Ростов н/Д : Феникс,. — 94 с. — (Библиотека школьника).. 2012

Еще по теме Элементы главной подгруппы III группы:

  1. Элементы главной подгруппы V группы периодической системы
  2. Элементы главной подгруппы VI группы периодической системы
  3. Свойства элементов главной подгруппы II группы
  4. Элементы главной подгруппы IV группы периодической системы
  5. Три главные группы живых организмов
  6. Часть III САМЫЕ ГЛАВНЫЕ ПОБЕДИТЕЛИ, ИЛИ НОВЫЕ ПРАВИЛА ИГРЫ
  7. Металлы побочных подгрупп
  8. Раздел III. Деление больных с алкогольным бредом на три группы в зависимости от клинической картины, предопределяемой преморбидом больных и характеризующейся разным течением и исходом заболевания.
  9. Раздел 1 ДИАГНОСТИКА ИНТЕГРАТИВНЫХ МОТИВАЦИОННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ЛИЧНОСТИ И ГРУППЫ 2.1.1.О специфике изучения мотивационных феноменов личности и группы
  10. Даосизм в Цинь-Хань (III в. до н. э. - III в. н. э.)
  11. Боевой порядок группы
  12. Б. Онтологические элементы
  13. ЭЛЕМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ
  14. Граничные элементы классификации
  15. Внесюжетные элементы
  16. Сюжетные элементы
  17. § 3. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОРСКОГО ДОГОВОРА
  18. 1. Определение элемента
  19. ЭЛЕМЕНТЫ СТАТУСА