硼元素组
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硼元素组,任何的六个化学元素构成组13 (iii a)周期表。的元素是硼(B),铝(Al),镓(Ga),铟(在),铊(Tl)和nihonium(Nh)。他们是作为一个特征集团通过三个电子在原子结构的最外层部分。这些元素,硼,最轻的一个非金属。铝、镓、铟、铊是银白色的金属。Nihonium才作为单独的生产原子在粒子加速器。
这些元素被称为现代之前在纯态化学孤立他们。后很快就发现了一个方法生产它在商业数量,铝行业产生了革命性的影响。的进一步发展科学和技术,特别是在纳米技术,硼在工业领域中获得相当大的关注。小组的其他成员还没有商业价值。的一些化合物然而,硼和铝是不可或缺的在现代技术和已经在世界许多地区广泛使用在记录历史。
历史
使用硼复合被称为硼砂四硼酸钠(Na2B4O7∙10 h2O)可以追溯到古埃及人,用它作为冶金熔剂(一种物质,艾滋病的热连接或焊接金属),在医学和木乃伊。在13世纪马可波罗硼砂引入欧洲,但直到19世纪中叶,当巨大的存款的硼酸盐被发现莫哈韦沙漠,硼砂变得相对普遍。古埃及人,希腊人,罗马人使用复合的铝被称为明矾(复合钾作为一个mordant-i.e硫酸铝)染色。,a substance that fixes dye molecules to the fabric.青金石,这是一种罕见的深蓝色矿物(复合钠硅酸铝包含硫),已被广泛用作次等宝石。的金属铝第一次被孤立在19世纪早期,但直到现代电解过程使用的基础上铝土矿矿石被商业化生产的铝成为经济发展可行的。其他三组元素硼-镓,铟,铊都是首先发现光谱方法(即。,by analysis of the light emitted by or passed through substances containing the element) in the late 19th century. The existence and properties of gallium were predicted by a Russian chemist,德米特里•伊万诺维奇终身不懈的基础上元素周期表他发达的元素;最终发现镓和他描述的准确性然后未知元素的属性相信科学家的理论表的可靠性。镓是两种金属之一(另一个是铯)为他们足够低熔点的液体拿在手里时。Nihonium是人工生产的粒子加速器在2004年。
的一般性质
电离能量
每个元素硼组有三个电子最外层(所谓的价电子),并为每个元素有一个大幅跳删除第四电子所需要的能量,反映这个从内壳层电子必须清除。因此,集团最大的元素氧化数字三,相应损失的前三个电子,和形式离子有三个正电荷。
明显不稳定的方式的电离能变化的元素群将填充内心的存在d轨道在镓,铟,铊,f铊的轨道,不屏蔽的外层电子的有效核电荷的内部年代和p电子。在组1和2 (Ia和花絮)、硼组相比,外壳(总称为n)电子屏蔽常数内设置在任何情况下的电子,在(n - 1)年代2(n - 1)p6轨道,这些组1、组2元素的电离能下降平稳下来。电离能的镓、铟、铊因此高于预期从组2同行,因为他们的外层电子,被内屏蔽不良d和f电子,更强烈地绑定到细胞核。这种屏蔽效应也使镓的原子,铟、铊小于邻国组1和2的原子导致外层电子被拉离原子核。
M3 +镓、铟、铊是积极有利的比3 +因为这三个元素的电离能高不能总是水晶能量平衡的可能的反应产物。例如,简单的,无水化合物的铊+ 3氧化态三氟化,只有TlF3离子。为该集团作为一个整体,因此,M3 +离子状态是例外而不是规则。更常见的元素组的形式共价键,实现三个通过促进一个电子的氧化态年代轨道在外壳(指定的n年代轨道)np轨道,允许混合的形成,或组合,轨道(各种指定的sp2)。越来越多的组织有一个倾向的形成+在铊离子和氧化态+ 1是更稳定的一个。碱度(金属)的属性的元素也会增加程序组,如图所示的氧化物它们形成:氧化硼(公式B2O3)是酸性的;未来三氧化物铝铝、镓和铟(公式2O3乔治亚州2O3,在2O3)是酸性或基本根据环境(一个属性被称为两性);和铊的氧化物(Tl2O3)是基本完全。