GRUPO 13 - PF y PE.Reactividad
Enviado por Pia Aguirre • 27 de Octubre de 2021 • Apuntes • 1.793 Palabras (8 Páginas) • 106 Visitas
Grupo 13
Tendencias grupales:
El boro exhibe un comportamiento principalmente no metálico y se clasifica como semimetal
Mientras que los otros miembros del grupo 13 son metales.
Son blandos
No reaccionan con agua, excepto el aluminio, que reacciona en su superficie formando una película que impide que continúe la reacción.
[pic 1]
Características del grupo:
PF y PE
[pic 2]
Todos los elementos excepto el Boro presentan PF bajos.
Pero incluso los metales no muestran un patrón simple de puntos de fusión, aunque sus puntos de ebullición muestran una tendencia decreciente a medida que aumenta la masa de cada elemento 🡪 La razón de esta ausencia de orden es que cada elemento del grupo se organiza de diferente manera en fase sólida.
Con base en los puntos de ebullición cada vez más bajos a medida que se desciende en el grupo, que el enlace metálico se debilita.
Reactividad:
B: es inerte y no es atacado por los ácidos ni por las bases.
Los elementos restantes son bastante reactivos
Carácter Covalente: La gran densidad de carga resultante de los iones del grupo 13 es suficiente para polarizar casi cualquier anión que se aproxime lo suficiente para crear un enlace covalente. Son frecuentemente el B y el Al.
Como es de esperar, el boro, que se clasifica como semimetal, favorece la formación de enlaces covalentes.
El B forma compuestos binarios solo covalentes, no forma B3+
Sin embargo, la covalencia también es común entre los miembros metálicos del grupo: Se puede atribuir este comportamiento covalente a la elevada carga y al pequeño radio de cada ion metálico.
La única forma de estabilizar el estado iónico de los elementos del grupo 13 consiste en hidratar el ion metálico.
Estados de oxidación:
Presentan una configuración electrónica: ns2np1
En el grupo 13 encontramos por vez primera elementos con más de un estado de oxidación.
El B forma un solo ion trivalente mientras que el resto del grupo:
El aluminio tiene el estado de oxidación +3, ya sea que sus enlaces sean iónicos o covalentes.
En cambio, el galio, el indio y el talio tienen un segundo estado de oxidación de +1.
En el caso del galio y del indio predomina 🡪 el estado +3, mientras que
El estado más común del talio 🡪 es +1.
Esto de debe al efecto del par inerte.
[pic 3]
Debido a esto forma enlaces covalentes parecidos a: Si
Relación Diagonal B-Si
Tienen radios similares
Tienen relación carga/radio similar
Tienen energías de enlace parecidas
Esto hace que su química se similar:
El B formar un óxido ácido sólido B2O3, parecido en sus propiedades químicas al SiO2 pero diferente al Al2O3 que es anfótero o al CO2 que es ácido pero gaseoso.
El ácido bórico H3BO3 es un ácido débil semejante al silícico H4SiO4 pero sin parecido con el hidróxido de aluminio Al(OH)3 que es anfótero.
El B forma hidruros gaseosos inflamables (boranos) lo mismo que el silicio (silanos). Sólo existe un hidruro de aluminio y es sólido.
Hay numerosos boratos y silicatos poliméricos estructuralmente análogos con enlaces –E–O–E– extendidos donde se comparte los oxígenos.
Boro:
Es un sólido de gran dureza (Cercana al diamante) y alto P.F. (2180ºC). Presenta un color muy oscuro y brillo metálico. Es un mal conductor de la corriente eléctrica. Debido a que a pesar de que las unidades icosaédricas están unidas entre sí, los electrones están localizados en cada unidad y no pueden ser transferidos fácilmente a icosaedros vecinos. Por eso no es conductor.
Reactividad del Boro: Es bastante inerte químicamente.
- No es atacado por los ácidos HCl o HF
- En caliente y finamente dividido es atacado por ácidos oxidantes (HNO3)
- Con hidróxidos alcalinos forma boratos alcalinos: MH2BO3
- Elevada afinidad por el oxígeno: a 700ºC arde con formación de B2O3
En caliente: Reacciona con no metales. La facilidad de reacción depende mucho del grado de división, del tamaño de partícula y de la T
Con halógenos forma haluros: BX3
Azufre forma sulfuros: B2S3
Nitrógeno forma nitruros: (BN)x
- Reacciona con algunos metales formando boruros metálicos: MBn.
Obtención del boro:
- La estabilidad del enlace B-O hace que sea costoso obtenerlo por reducción de compuestos oxigenados.
Por lo que se realiza bajo las siguientes condiciones:
- Hay que utilizar reductores fuertes como el Na, Al o H2
- Se realiza a altas temperaturas.
- Frecuentemente se obtiene impurificado con restos de óxidos o boruros metálicos
[pic 4]
- Reducción electrolítica de boratos fundidos o de KBF4 en KCl/KF fundido a 800º. El proceso es relativamente barato y se obtiene boro en polvo del 95%.
- Reducción de compuestos volátiles de boro con H2, como por ej., la reducción de BBr3 sobre un filamento de titanio caliente. Se obtiene boro de alta pureza (99,9%).
[pic 5]
- Descomposición térmica de hidruros de boro o de haluros.
Se obtiene boro amorfo: [pic 6]
Estructura elemental del Boro:
La complejidad estructural que muestra el B tanto como elemento, tanto como en los compuestos se debe a que tiene más orbitales de valencia que electrones (situación común entre los metales pero no entre los no metales).
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