Bor grubu

Bor grup (grup 13)
Element Adı	bor grup
Degersiz Adı	triels, icosagens
CAS grup numarası; (ABD, model A-B-A)	IIIA
esk IUPAC numarası; (Avrupa, model A-B)	IIIB
↓ Period
2	Boron (B); 5 Metalloid
3	Aluminium (Al); 13 Post-transition metal
4	Gallium (Ga); 31 Post-transition metal
5	Indium (In); 49 Post-transition metal
6	Thallium (Tl); 81 Post-transition metal
7	Ununtrium (Uut); 113 unknown chemical properties
	İlkel element
	sentetik element
	Atom numarası rengi:
	Siyah=katı
	v; t; e;

Bor grubu, periyodik tablonun 13'üncü grubundaki kimyasal elementlerdir, boron (B), aluminium (Al), galyum (Ga), indiyum (In), talyum (Tl) ve belki de kimyasal olarak nitelenmemiş nihonium (Nh) içerir. Bor grubundaki elementler, dış enerji seviyelerinde (valans katmanları) üç elektronun bulunması ile karakterize edilir. Bu unsurlar ayrıca üçlü olarak da adlandırılmıştır.

Bor, bir metaloid olarak sınıflandırılırken, geri kalanı ise, olası bir nihonium istisnası ile geçiş sonrası metaller olarak kabul edilir. Bor nadiren meydana gelir, muhtemelen doğal radyoaktiviteden üretilen atomaltı parçacıkların bombardımanı çekirdeklerini bozar. Alüminyum, yeryüzünde yaygın olarak bulunur ve aslında Dünya'nın kabuğundaki en bol üçüncü elementtir (%8.3). Galyum, dünyada 13 ppm'lik bol miktarda bulunur. İndiyum, yer kabuğunun en fazla bulunan en fazla 61 elementidir ve talyum, gezegen boyunca ılımlı miktarlarda bulunur. Nihonium asla doğada bulunmaz ve bu nedenle sentetik bir element olarak adlandırılır. Ekosistemde birçok grup 13 elementin biyolojik rolü vardır. Bor, insanlarda eser elementtir ve bazı bitkiler için gereklidir. Bor eksikliği, bitki büyümesinin engellenmesine yol açarken, fazlalık da bodur bitki büyümesine yol açabilir. Alüminyumun ne biyolojik bir rolü ne de önemli bir zehirlilik oranı vardır ve güvenli kabul edilir. İndiyum ve galyum metabolizmayı uyarır; Galyum kendini demir proteinlerine bağlayabilme yeteneği ile tanınır. Talyum, çok sayıda hayati enzimin işlevine müdahale ederek oldukça zehirlidir ve bir pestisit olarak kullanıldığını görüldü.

Özellikler

Diğer gruplarda olduğu gibi, bu ailenin üyeleri, özellikle en dıştaki kabuklarda elektron konfigürasyonundaki model gösterir ve bu da kimyasal davranıştaki eğilimlere neden olur:

Z	Element	Kabuk başına elektron sayısı
5	Bor	2, 3
13	alüminyum	2, 8, 3
31	galyum	2, 8, 18, 3
49	indiyum	2, 8, 18, 18, 3
81	talyum	2, 8, 18, 32, 18, 3
113	Nihonium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 3 (tahmin)

Bor grubu, yukarıda gösterildiği gibi elektron konfigürasyonundaki eğilimler ve bazı elementlerinin özelliklerinde dikkate değerdir. Bor, diğer grup üyelerinden sertlik, kırılma ve metalik bağlamaya katılmadaki istkrarsızlıkdan farklıdır. Reaktivitede bir eğilim örneği, borun hidrojen ile reaktif bileşikler oluşturma eğilimidir.^[1]

Kimyasal tepkime

Hidrürler

Bor grubundaki elementlerin çoğu, elementler atomik kütle içinde ağırlaştıkça ve atom sayısında daha yüksek hale geldikçe artan reaktivite gösterirler. Gruptaki ilk element olan bor, genellikle yüksek sıcaklıklarda olmak üzere birçok elementle reaksiyona girmez, ancak hidrojenle, bazen boranlar olarak da adlandırılan birçok bileşik oluşturabilir. En basit boran diboran veya B₂H₆ 'dır. Başka bir örnek B₁₀H₁₄ .

Bir sonraki grup-13 elementi, alüminyum ve galyum, hem AlH₃ hem de GaH₃ olmasına rağmen, daha az stabil hidrit oluşturur. İndiyum, gruptaki bir sonraki elementin, fosfin kompleksi H₃InP(Cy)₃ gibi kompleks bileşikler dışında birçok hidrid oluşturduğu bilinmemektedir. Herhangi bir laboratuarda kararlı bir talyum ve hidrojen bileşiği sentezlenmemiştir.

Some common chemical compounds of the boron group^[1] ^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]
Element	Oksitler	hidrürler	Floridler	klorürler	sülfürler
Bor	(β/g/α)B₂O₃	B₂H₆	BF₃	BCl₃	B₂S₃
	B₂O	B₁₀H₁₄	BF− 4
	B₆O	BH₃	B₂F₄
		B₅H₉	BF
		B₆H₁₂
		B₄H₁₀
		B 6H2− 6
		B 12H2− 12
		B₂₀H₂₆
Alüminyum	(γ/δ/η/θ/χ)Al₂O₃	(α/α`/β/δ/ε/θ/γ) AlH₃	AlF₃	AlCl₃	(α/β/γ) Al₂S₃
	Al₂O	Al₂H₆
	AlO	AlH₄
		AlH− 4
Galyum	(α/β/δ/γ/ε) Ga₂O₃	Ga₂H₆	GaF₃	GaCl₃	GaS
		GaH₄		GaCl₂
		GaH₃		Ga₂Cl₄
				Ga₂Cl₆
				GaCl− 4
				Ga 2Cl− 7
İndiyum	In₂O₃	InH₃	InF₃	InCl₃	(α/β/γ) In₂S₃
İndiyum	In₂O
Talyum	Tl₂O₃	TlH₃	TlF	TlCl
	Tl₂O	TlH	TlF₃	TlCl₃
	TlO₂		TlF3− 4	TlCl₂
	Tl₄O₃		TlF2− 3	Tl₂Cl₃
Nihonium	Nh₂O^{[note 1]}	NhH	NhF	NhCl
Nihonium	Nh₂O₃	NhH₃	NhF₃	NhCl₃
			NhF₅
			NhF− 6

Oksitler

Tüm boron-grubu elemanların, üç atom oksijeni ile kovalent olarak bağlanan elementin iki atomuyla birlikte üç değerlikli bir oksit oluşturduğu bilinmektedir. Bu elementler pH'ı (asidikden baziğe) arttırmaya yönelik bir eğilim göstermektedir. Bor oksit (B₂O₃ ) hafif asidik, alüminyum ve galyum oksit (Al₂O₃ ve Ga₂O₃ sırasıyla) amfoteriktir, indiyum (III) oksit (In₂O₃ ) neredeyse amfoteriktir ve talyum (III) oksit (Tl₂O₃ ) bir Lewis bazıdır çünkü çözülür Asit tuzları oluşturmak için. Bu bileşiklerin her biri stabildir, ancak talyum oksit 875 °C'den yüksek sıcaklıklarda ayrışır.

Halojenürler

Grup 13'teki elementler, genellikle MX₃ formülü (ki burada M bir boron-grubu elemanı ve X bir halojendir) ile halojenlerle kararlı bileşikler oluşturabilirler. Bunun tek istisnası, talyum(III) iyodürdür. İlk halojen olan flor, test edilen her elementle (neon ve helyum hariç) stabil bileşikler oluşturabilir ve bor grubu istisna değildir. Hatta, nihoniumun, radyoaktivitesine bağlı olarak kendiliğinden çürümeden önce florlu NhF³ ile bir bileşik oluşturabildiği varsayılmaktadır. Klor ayrıca, talyum dahil olmak üzere, bor grubundaki bütün elementler ile stabil bileşikler oluşturur ve nihonium ile reaksiyona girdiği varsayılır. Tüm elementler, diğer halojenlerde olduğu gibi, doğru koşullar altında brom ile reaksiyona girecektir, ancak klor veya flordan daha az etkili olacaktır. İyot, asal gazlar haricinde periyodik tablodaki tüm doğal elementlerle reaksiyona girecek ve 2AII₃ oluşturmak için alüminyum ile patlayıcı reaksiyonuyla dikkat çekecektir. En ağır halojen olan Astatin, radyoaktivitesi ve kısa yarı ömrü nedeniyle sadece birkaç bileşik oluşturdu ve bir At-B, –Al, –Ga, –In, –Tl veya –Nh içeren bir bileşik hakkında rapor oluşturmadı. Bilim adamları, metallerle tuz oluşturması gerektiğini düşünmelerine rağmen, bağ görülmüştür.

Fiziksel özellikler

Bor gruplarının çoğu istisnai olmakla birlikte, bor grubundaki elementlerin benzer fiziksel özelliklere sahip olduğu fark edilmiştir. Örneğin, bor grubundaki tüm elementler, borun kendisi hariç, yumuşaktır. Ayrıca, grup 13'teki diğer tüm elementler orta sıcaklıklarda nispeten reaktifken, bor reaktivitesi sadece çok yüksek sıcaklıklarda karşılaştırılabilir. Hepsinin ortak bir özelliği, valans kabuklarında üç elektronun bulunmasıdır. Boron, bir metaloid, oda sıcaklığında termal ve elektriksel bir yalıtkandır, ancak yüksek sıcaklıklarda ısı ve elektrik için iyi bir iletkendir. Bordan farklı olarak, gruptaki metaller normal koşullar altında iyi iletkenlerdir. Bu, tüm metallerin ısı ve elektriği çoğu metal olmayandan daha iyi bir şekilde yürüttüğü uzun süreli genelleştirmeyle uyumludur.

Yükseltme durumları

Atıl s-çifti etkisi, grup-13 elementlerinde, özellikle talyum gibi daha ağır olanlarda önemlidir. Bu çeşitli oksidasyon durumları ile sonuçlanır. Daha hafif elementlerde, +3 durumu en kararlı olanıdır, fakat +1 durumu artan atomik sayı ile daha yaygın hale gelir ve talyum için en kararlı olanıdır. Bor, +1 veya +2'den daha düşük oksidasyonlu bileşikler oluşturabilir ve alüminyum da aynısını yapabilir. Galyum, +1, +2 ve +3 oksidasyon durumları ile bileşikler oluşturabilir. İndiyum galyum gibidir, fakat +1 bileşikleri daha hafif elementlerden daha stabildir. Atıl-çifti etkisinin kuvveti, bazı bileşiklerde +3 durumu görülmesine rağmen, +1'in oksidasyon durumunda genellikle sadece stabil olan talyumda maksimumdur. Stabil ve monomerik galyum, formal oksidasyon durumuna +2 sahip indiyum ve talyum radikalleri rapor edilmiştir.

Periyodik eğilimler

Bor grup üyelerinin özelliklerine baktıklarında farkedebilecekleri birçok trend var. Bu elementlerin Kaynama Noktaları periyodlardan düşerken, yoğunluklar artma eğilimindedir.

Bor grubunun 5 kararlı elemanı

Element	Kaynama noktası (C)	Yoğunluk (g/cm³)
Bor	4,000°	2.46
Alüminyum	2,519°	2.7
galyum	2,204°	5.904
İndiyum	2,072°	7.31
Talyum	1,473°	11.85

Nükleer

Sentetik nihonium haricinde, bor grubunun tüm elementleri kararlı izotoplara sahiptir. Çünkü tüm atom sayıları sıradışıdır, bor, galyum ve talyumun sadece iki kararlı izotopu vardır, alüminyum ve indiyum ise teklidir, ancak doğada bulunan çoğu indiyum zayıf radyoaktif ¹¹⁵In olmasına rağmen. ¹⁰B ve ¹¹B 'nin her ikisi de, ²⁷Al , ⁶⁹Ga ve ⁷¹Ga , ¹¹³In ve ²⁰³T1 ve ²⁰⁵T1 gibi stabildir. Tüm bu izotoplar doğada makroskobik miktarlarda kolayca bulunur. Teoride, yine de, 40'tan daha büyük bir atomik sayıya sahip tüm izotopların, kendiliğinden fisyon ve alfa bozunması gibi bu bozulma modlarına karşı dengesiz olduğu varsayılmaktadır. Tersine, atomik sayıları 40'ın altında olan tüm izotoplar teorik olarak tüm bozulma biçimlerine (hiç gözlemlenmemiş olan proton çürümesi hariç) enerjisel olarak kararlı oldukları varsayılır. Diğer tüm elementler gibi, bor grubunun elementleride eser miktarda bulunan ya da sentetik olarak üretilen radyoaktif izotoplara sahiptir. Bu dengesiz izotopların en uzun ömürlü olması, 4.41x10¹⁴ y'lik oldukça uzun yarı ömrü ile indiyum izotop ¹¹⁵In'dir. Bu izotop, hafif radyoaktivitesine rağmen, doğal olarak oluşan tüm indiyumun büyük çoğunluğunu oluşturur. En kısa ömürlü ⁷B, sadece 350 ± 50 × 10⁻²⁴ s'lik bir yarı ömre sahip olup, en az nötronlu boron izotop ve ölçülecek kadar uzun bir yarı ömürdür. Bazı radyoizotoplar bilimsel araştırmalarda önemli rollere sahiptir; Bir kısmı, ticari kullanım için mal üretiminde veya daha nadiren, bitmiş ürünlerin bir bileşeni olarak kullanılmaktadır.

Kaynak

↑ ^1,0 ^1,1 Harding, A., Charlie; Johnson, David; Janes, Rob (2002). Elements of the p block. Cambridge, UK: The Open University. p. 113. ISBN 0-85404-690-9.
↑ Downs, pp. 197–201
↑ Daintith, John (2004). Oxford dictionary of chemistry. Market House Books. ISBN 978-0-19-860918-6.
↑ Bleshinsky, S. V.; Abramova, V. F. (1958). Химия индия (русский). Frunze. p. 301.
↑ Downs, pp. 195–196
↑ Henderson, p. 6

↑ To this date, no nihonium compounds have been synthesized, and all proposed compounds are entirely theoretical.

[Harding.2C_A._Johnson.2C_Janes_2002_113-1] 1,0 ^1,1 Harding, A., Charlie; Johnson, David; Janes, Rob (2002). Elements of the p block. Cambridge, UK: The Open University. p. 113. ISBN 0-85404-690-9.

[grp.13_elem._chem.-2] Downs, pp. 197–201

[3] Daintith, John (2004). Oxford dictionary of chemistry. Market House Books. ISBN 978-0-19-860918-6.

[In2-4] Bleshinsky, S. V.; Abramova, V. F. (1958). Химия индия (русский). Frunze. p. 301.

[5] Downs, pp. 195–196

[6] Henderson, p. 6

[7] To this date, no nihonium compounds have been synthesized, and all proposed compounds are entirely theoretical.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[note 1]