Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 9

NHÓM IIIA - Nhóm IIIA gồm các nguyên tố: bo (B), nhôm (Al), gali (Ga), inđi (In) và tali (Tl). * Một số đặc điểm của các nguyên tố nhóm IIIA: B Al Ga In Tl Số thứ tự 5 13 31 49 81 2 1 2 1 2 1 2 1 Electron hoá trị 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 5p 6s26p1 Bán kính nguyên tử R(Å) 0,83 1,26 1,27 1,44 3+ Bán kính ion R (Å) 0,20 0,57 0,62 0,92 1,05 Năng lượng ion hoá I1 (eV) 8,30 5,95 6,00 5,08 6,10 0 Thế điện cực chuẩn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 9 Chương9 – Nguyên tố và các chất nhóm IIICHƯƠNG 9 – NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM III9 .1. NHÓM IIIA - Nhóm IIIA gồm các nguyên tố: bo (B ), nhôm (Al), gali (Ga), inđi (In) vàtali (Tl). * Một số đặc điểm của các nguyên tố nhóm IIIA: B Al Ga In Tl Số thứ tự 5 13 31 49 81 2 1 2 1 2 1 2 1 6s26p1 Electron hoá trị 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 5p Bán kính nguyên tử R(Å) 0,83 1,26 1,27 1,44 - 3+ Bán kính ion R (Å) 0,20 0,57 0,62 0,92 1,05 N ăng lượng ion hoá I1 (eV) 8,30 5,95 6,00 5,08 6,10 0 Thế điện cực chuẩn E (V) - -1,66 -0,53 -0,34 +0,72 - Nhóm IIIA có cấu hình lớp electron hoá trị chung là ns2np1, nhưng B vàAl đứng ngay sau các kim loại kiềm thổ (cùng chu kỳ) nên lớp electron bêntrong tiếp theo lớp electron hoá trị là bền (2 và 8e-), còn các nguyên tố còn lạiđ ứng sau dãy nguyên tố chuyển tiếp trong mỗi chu kỳ nên lớp electron phíatrong sát lớp electron hoá trị lại là 18e-. Do vậy, tính chất các nguyên tố nhómIIIA không biến đổi đều như nhóm IA và IIA. - Năng lượng ion hoá I1 của các nguyên tố nhóm IIIA biến đ ổi không đều:I(B) tương đối lớn do đó B rất khó mất 3e- để tạo cation mà chủ yếu tạo hợp chấtcọng hoá trị. Trong khi đó sự tạo thành Al3+ dễ xảy ra hơn do bán kính nguyêntử tăng, đồng thời năng lượng hđrat hoá của ion Al3+ cũng khá lớn. Do vậy, dùtrong cùng nhóm nhưng tính chất của B khác Al và các nguyên tố còn lại trongcùng nhóm: B là phi kim, Al là kim lo ại, B2O3 và B(OH)3 có tính axit, Al(OH)3lại có tính bazơ. - Từ Al đến Ga tính kim loại hơi giảm, từ Ga đến In tính kim loại tăngnhưng từ In đến Tl tính kim loại lại giảm. Sở dĩ có sự b iến đổi không đều đó làdo Ga là nguyên tố đứng sau các kim loại chuyển tiếp d ãy thứ nhất nên chịu ảnhhưởng của sự co d, còn Tl đ ứng sau các lantanit nên chịu ảnh hưởng của sự co f(sự co lantanit). - Các nguyên tố nhóm IIIA có số oxi hoá chủ yếu là +3, nhưng từ Al đến Tlcòn có số oxi hoá +1 (độ bền của số oxi hoá +1 tăng từ Al đến Tl) do nănglượng I1 bé hơn nhiều so với tổng I2 và I3. * Trạng thái thiên nhiên Trong thiên nhiên, B và Al là những nguyên tố khá phổ biến, đặc biệt là Alchiếm 6,6% tổng số nguyên tử. Còn các nguyên tố Ga, In và Tl là những nguyêntố hiếm, ít phổ biến và rất phân tán. - B có nhiều trong các khoáng vật như borac (Na2B4O7.10H2O), boraxit(2Mg3B8O15.MgCl2), kecnit (Na2B4O7.4H 2O), xaxolin (H3BO3) ... trong đó boracđ ược biết đến nhiều nhất. 145Hoá vô cơ Chương9 – Nguyên tố và các chất nhóm III - Phần lớn Al trong vỏ Trái đất tập trung ở dạng khoáng vật alumosilicatnhư: octhoclazơ (K2O.Al2O3.6SiO 2), mica (K2O.3Al2O3.6SiO2), nefelin(Na2O.K2O.2Al2O 3.4SiO2), caolinit (Al2O 3.2SiO2.2H2O). K hoáng vật quan trọngcủa Al là boxit (Al2O3.xH2O) và criolit (Na3[AlF6]). - Các nguyên tố Ga, In và Tl thường lẫn trong quặng của các kim loại khác. * Đồng vị - B có 5 đồng vị từ 8B đến 12B, trong đó 10 B(18,45%-18,98%) và B(81,02% -81,55%) là đồ ng vị thiên nhiên, còn 8 B và 12B là đồng vị phóng xạ.11 - Al có 6 đồng vị từ 24Al đến 29Al, trong đó có 27Al là đồng vị thiên nhiênchiếm 100%. - Ga có 10 đồng vị từ 64Ga đến 73Ga, trong đó có 2 đồng vị thiên nhiên là69 Ga(60,2%) và 71 Ga(39,8%), còn lại đều là đồng vị phóng xạ, trong đó có 67Gacó chu kỳ bán huỷ T=3,25 ngày đêm. - In có 13 đồng vị từ 107In đ ến 119In, trong đó có 2 đồng vị thiên nhiên là113 In(4,23%) và 115In(95,77%). - Tl có 16 đồng vị từ 195Tl đến 210Tl, trong đó có 203Tl(29,5%) và 205 Tl(70,5%) là đồng vị thiên nhiên.9 .1.1. BO9 .1.1.1. Các dạng thù hình Bo tồn tại dưới một số dạng thù hình: tinh thể và vô định hình. Dạng tinhthể gồm có 3 dạng: mặt thoi ,  và tứ phương. D ạng mặt thoi  có ô mạng cơ sở gồm 12 nguyên tử sắp xếp đặc khít tạora hình 20 mặt đều. Các khối 20 m ặt này liên kết với nhau qua các đỉnh. Liên kếtgiữa B - B trong khối 20 mặt lớn hơn liên kết B - B trong các khối với nhau.9 .1.1.2. Tính chất vật lý Bo dạng tinh thể có màu xám đen, dạng vô đ ịnh hình màu nâu đ en, khónóng chảy, cứng gần bằng kim cương. Bo tinh thể có tính bán dẫn (E=1,55eV),ở đ iều kiện thường dẫn điện kiểu n (electron). Khi đốt nóng hay chiếu sáng dẫnđ iện kiểu P (lỗ khuyết). N hiệt độ nóng chảy bằng 20750C, nhiệt độ sôi bằng 37000C.9 .1.1.3. Tính chất hoá học Tí ...