LITOWCE Li,Na,K,Rb,Cs,Fr ns¹

-niska wartość pierwszej energii jonizacji

-pierwiastki o wysokiej elektrododatnosci

-niskie potencjaly normalne w szeregu napięciowym

-zwiazki litowcow-wylacznie jonowe

-sole litowcow-bezbarwne i latwo rozp. W H2O

Wystepowanie (skorupa ziemska):

Na-2,6% Li-6,5*10^-3% Cs-3,2*10^-4% K-2,4% Rb-2,8*10^-20%

Li: glinokrzemiany, LiAl(Si₂O₆) spodumen, fosforany

Na: skalenie, Na[AlSiO₃] albit, sol kamienna NaCl, poklady+woda morska,saletra chilijska NaNO₃,kriolit(fluoroglinian) Na₃AlF₆

K: sylwin KCl, karnalit KCl*MgCl₂*6H₂O, kainit KCl*MgSO₄*3H₂O

Fr: slady, najtrwalszy izotop Fr(z=87, a=223), T_1/2=21 min

Izotopy promieniotwórcze(naturalne) K i Rb:

K(z=19, a=40), T=2,3*10⁹ lat

Rb(z=37,a=87), T=6*10¹⁰ lat

Otrzymywanie litowcow:

1.Metoda redukcji elektrolitycznej(elektroliza stopionych wodorotlenkow lub soli)

2.Rozklad termiczny azydkow(np. sodowego NaNH₂)

3.Redukcja chlorkow za pomoca metalicznego wapnia (dla Rb i Cs)

Wlasnosci chemiczne i fizyczne:

1.Metale o barwie srebrzystoszarej, miękkie, można kroic nozem

2.Temp. topnienia-maleje od 180C (Li) do 28,5C (Cs)

3.Niskie temp. Wrzenia (oprocz Li, t_wrz<1000C)

4.Niski ciezar właściwy

Li-najlzejszy z posrod wszystkich metali, K i Na-lzejsze od wody

5.w stanie gazowym-w postaci jednoatomowej

6.aktywne chemicznie (Li->Cs)

Li-Li2O tlenek

Na-Na2O2 nadtlenek

K,Rb,Cs-MO2 ponadtlenek

Zastosowanie litowcow jako metali:

Li-dodatek do stopow Al, Zn, Mg (zwieksza twardosc i wytrzymałość), srodek odtleniajacy w metalurgii miedzi

Na-do wyrobu nadtlenku sodu (srodki bielace), amoniaku i cyjanku sodu, do reakcji związków organicznych, w sklad stopu ołowiu, w lampach sodowych, ciekly-jako ciecz chlodzaca w reaktorach jadrowych

K-brak szerszych zastosowac, droższy od Na

Cs-fotokomorki cezowe

Surowce i produkty przemyslu sodowego: sol kamienna, woda morska, NaOH, NaNO2, mydlo, szklo, NaCN, Na2CO3

Zwiazki litowcow:

1.Wodorki MH

-otrzymywanie: w reakcji H2 z metalami w podwyższonej temp

-zwiazki typu soli, budowa jonowa

-ciala stale, bezbarwne, siec przestrzenna typu NaCl

-najbardziej trwaly-LiH, rozklad w prozni przy ok. 450 C

-reaguja z woda wydzielając wodor

2.Halogenki MX

-dobrze rozpuszczalne w wodzie

NaCl:

-najwazniejsza sol sodu

-material wyjściowy w produkcji przemysl. Innych związków Na

-otrzymywanie: ze zloz górniczych i wody morskiej(metoda wyparowywania lub wymrazania), czysty NaCl poprzez wprowadzenie do nasyconego roztworu NaCl gazowego HCl

-NaCl oczyszczony – niehigroskopijny

KCl:

-otrzymywany z karnalitu i kainitu w wyniku zanieczyszczania MgCl2

-sol bezbarwna, dobrze rozpuszczalna w wodzie, krystalizuje w postaci sześcianów

3.Tlenki

Li2O:

-bezbarwny

-powstajacy w trakcie spalania metalicznego litu w powietrzu

Na2O, K2O:

-otrzymywane poprzez redukcje nadtlenku lub ponadtlenku: Na2O2 + 2Na=2Na2O

4.Nadtlenki

-zawieraja anion diamagnetyczny O₂^2-

Na2O2:

-jasnozolty, otrzymywany w wyniku spalania metalicznego Na

-silny utleniacz

-z weglem, wata, proszkiem aluminiowym-reaguje wybuchowo

-do oczyszczania powietrza(usuwanie CO2 w Lodziach podwodnych): Na2O2+CO2=Na2CO3+1/2O2

-hydrolizuje: Na2O2+H2O=NaOH+H2O2

5.Ponadtlenki

KO2 zolty, RbO2 ciemnobrunatny, CsO2 pomaranczowy

-produkty spalania metali

-zawieraja jon O₂^1- (1 elektron niesparowany, jon paramagnetyczny)

-dzialaja utleniająco

6.Wodorotlenki

-bezbarwne ciala stale, silnie higroskopijne, latwo topliwe, w stanie stopionym reaguja ze szelm i porcelana, w obecności powietrza z Pt, latwo rozpuszczalne w wodzie z wydzieleniem ciepla, calkowita dysocjacja w roztworach wodnych, rozpuszczalne w alkoholu

NaOH:

-lug sodowy

a)dzialanie pary wodnej na metaliczny sod: Na + H2O=NaOH + ½ H2

b)w procesie kaustyfikacji: Na2CO3 + Ca(OH)2=CaCO3 + 2NaOH

-po wypadnieciu CaCO3 w odstojniku

NaOH wydzielany przez odparowanie roztworu

c)w procesie elektrolizy NaCl (wodny r-r)

K: 2H2O=H2 + OH^- + 2e

A: 2Cl^- + 2e=Cl2

Sumarycznie: NaCl + H2O = ½ H2 + ½ Cl2 + NaCl

Aby zapobiec reakcji NaOH+Cl2=NaOCl2, stosowane 2 metody:

-przeponowa z tzw. Przepona porowata oddzielajaca przestrzen katodowa od anodowej

-rteciowa: katoda Hg->amalgamat (Hg,Na), który przenosi się do zbiornika i rozpuszcza w H2O

NaOH:

-bialy, krystaliczny, silnie higroskopijny

-stapiany-atakuje krzemionke, szklo i porcelane

-stosowany w przemysle do wyrobu: mydla, barwnikow organicznych, celulozy z drewna, w procesie fabrykacji jedwabiu sztucznego

KOH:

-otrzymywany metoda elektrolizy KCl

-wlasnosci zbliżone do NaOH

-higroskopijny i dobrze rozpuszczalny w wodzie

-staly(jak i w roztworze) pochlania CO2 z powietrza i innych gazow tzw.pluczka KOH+CO2=KHCO3

K2CO3:

-do wyrobu miękkich mydel

-w syntezach organicznych

-do otrzymywania K2Cr2O7 i KMnO4

7.Wodorosiarczki NaHS, KHS, CsHS,LiHS

-powstaja w wyniku nasycenia r-row wodorotlenkow gazowym H2S

NaOH+H2S=NaHS + H2O

-z roztworow wydzielane w postaci soli np.NaHS3H2O

8.Siarczki

-powstaja w wyniku reakcji:

NaHS+NaOH=Na2S+H2O

Na2SO4+4C=Na2S+4CO

-substancje bezbarwne

-zanieczyszone-zolte,żółtobrunatne,czerwone

-hydroliza: S^2- + H2O=SH + OH^-

-ulegaja utlenieniu tlenem atmosferycznym do tiosiarczanow: 2K2S+2O2+H2O=K2S2O3+2KOH

9.Wielosiarczki

-powstaja w czasie gotowania r-row siarczkow z siarka

-zolte i brunatno czerwone, ulegaja slabej hydrolizie

10.Sole kwasow tlenowych

a)azotany V

NaNO3

-saletra chilijska, subst. Bezbarwna, dobrze rozpuszczalna w wodzie

-mieszanina NaNO3, KNO3, LiNO3-wypelniacz lazni wysokotemperaturowych

-nawoz sztuczny

-surowice do wyrobu HNO3

KNO3

-saletra indyjska

-otrzymywana w procesie konwersji saletry chilijskiej: NaNO3+KCl=KNO3+NaCl

-silne właściwości utleniające

-podczas ogrzewania przechodzi w azotan III: 2KNO3->2KNO2+O2->K2O+N2+O2

-stosowany do wyrobu czarnego prochu

b)weglany

obojętne Na2CO3, K2CO3, Rb2CO3

wodoroweglany NaHCO3, KHCO3, LiHCO3, RbHCO3

-w roztworach wodnych hydrolizuja-odczyn alkaliczny

K2CO3+H2O->KOH+KHCO3

KHCO3+H2O->KOH+H2CO3

HCO3^-+H2O->H2CO3+OH^-

Na2CO3

-otrzymywany metoda amoniakalna Solwaya

1.2NH3+2CO2+H2O->2(NH4)HCO3

2.2(NH4)HCO3+2NaCl->2NaHCO3+2NH4Cl

3.2NaHCO3->Na2CO3+H2O+CO2

CO2 zawracany do reaktora, uzupełnienie strat CO2 z rozkładu wapieni:

CaCO3 (T)->CaO + CO2

CaO+H2O->Ca(OH)2

Otrzymany Ca(OH)2 do odzysku amoniaku z chlorku amonu powstałego w reakcji 2:

2NH4Cl+Ca(OH)2->CaCl2+2H2O+2NH3

c)siarczany VI

Na2SO4

-sol glauberska

-produkt uboczny w procesie otrzymywania HCl i H2SO4

-dobrze rozpuszczalny w wodzie

-z wody wydzielany w postaci deka hydratu Na2SO410H2O

K2SO4

-krystalizuje w postaci soli bezwodnej, nawoz potasowy

Na2SO4,K2SO4-stosowane w przemysle szklarskim

d)wodorosiarczany VI

pod wpływem ogrzewania przechodza w pirosiarczany:

2KHSO4(T)->K2S2O7 + H2O (T)->K2SO4+SO3

Uwaga! Pirosiarczany sodu I potasu stosuje sie w praktyce jako topniki: 3K2S2O7 + Cr2O3 -> 3K2SO4 + Cr2(SO4)3

BERYLOWCE Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra ns²

Stopien utlenienia +II, jony typu M²⁺

Be-wiazania kowalencyjne, pozostale pierwiastki-wiazania jonowe

Mniej reaktywne od metali alkalicznych (litowcow)

Atomy i jony berylowcow:

-mniejsze od atomow i jonow litowcow

-wieksza gęstość i twardosc

-wyzsze temp. Topnienia

-wyzsze energie jonizacji od litowcow

Wystepowanie:

Be-6*10^-4% Mg-2,1% Ca-3,6% Sr i Br-ok. 10^-2% Ra-sladowe ilości w rudach uranu

Be-nieliczne i rzadko występujące mineraly np. glinokrzemian bezylu

Mg-oliwin (MgFe)₂SiO₄, serpentyn Mg₆OH₈SiO₁₀, magnetyt MgCO₃, dolomit CaCO₃*MgCO₃, kizeryt MgSO₄*H₂O, kainit i karnalit KCl*MgSO₄, KCl *MgCl₂, woda morska (do 0,5%), chlorofil

Ca-krzemiany, glinokrzemiany, weglany, siarczany

CaCO₃-kalcyt, aragonit-skladniki wapieni, kredy i marmuru

CaSO₄-alhydryt

CaSO₄*2H₂0-gips

Ca₃(PO₄)₂-fosforyt

CaF₂-fluoryt

Sr i Br-siarczany i węglany

SrSO₄-celestyn, SrCO₃-stroncjanit, BaSO₄-baryt, BaCO₃-witeryt

Ra-produkt radioaktywnego rozpadu uranu, najbogatszy mineral w rad to blenda smolista

Otrzymywanie:

-elktroliza stopionych chlorkow lub fluorkow

Be: BeCl₂ + NaCl, 350C 2BeO*5BeF₂, 1400C

Mg:MgCl₂ + NaCl + CaCl₂, 700C

Takze redukcja MgO weglem: MgO + C = Mg + CO, 2000C

Ca: CaCl₂,CaF₂ także prazenie tlenku wapnia z glinu bez dostępu powietrza:

3 CaO + 2Al = Al₂O₃ + 3 Ca

Sr,B: SrCl₂, BaCl₂ także redukcja BaO (wysoka temp) glinem lub weglem, bardzo czysty Ba-rozklad wodorku baru BaH₂

Wlasnosci fizyczne:

-metale(srebrzyste lub srebrzystobiale)

-miekkie,lekkie,latwo topliwe

Be-kruchy(temp pokojowa), ciągliwy (temp ciemnego zaru)

Mg-najlzejszy material uzytkowy

Zabarwienie plomienia:

Ca-ceglastoczerwony, Sr-karminowy, Ba-zielony, Ra-karminowoczerwony

Zwiazki Be i Ba-toksyczne

Wlasnosci chemiczne:

-aktywnosc chemiczna rosnie od Be do Ra

Be ma własności amfoteryczne, w wilgotnej atmosferze pokrywa się cienka warstwa ochronna tlenku, z woda nie reaguje

Mg,Ca,Ba,Sr,Ra-silne własności metaliczne i zasadowe, reaguja z tlenem

Ca,Sr,Ba,Ra-w temp pokojowej przechowywane pod warstwa nafty

Mg-szybko matowieje(atmosfera wilgotna), tworzy się MgO lub Mg(OH)₂

-reaguja z woda:

Mg-po podgrzaniu (>70 C)

Ba,Ca,Sr,Ra-w temp pokojowej

M+2 H₂O=M(OH)₂ + H₂

Ba,Ca,Mg,Sr,Be,Ra: reaguja z kwasami wydzialejac wodor, wyjatki: na Be nie dziala HNO₃(pasywacja), na Mg nie dziala HF

Zastosowanie:

Be: składnik materiałów(pojazdy kosmiczne, oslony na prety paliwowe-silnie pochlania neutrony, w lampach rentgenowskich, składnik stopow

Mg:składnik lekkich stopow nie ulegajacych dzialaniu alkali, material konstrukcyjny

Ca,Ba,Sr: w stanie wolnym-brak większego znaczenia technicznego

Zwiazki chemiczne:

Wodorki MH₂:bezbarwne ciala stale, BeH₂ i MgH₂ charakter jonowo-kowalencyjny, CaH₂ i SrH₂ i BaH₂ typu soli, CaH₂ stosowany niekiedy do otrzymywania wodoru:

CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

Pluorowcopochodne MX₂:

BeF₂( kowalencyjny, dobrze rozpuszczalny w wodzie, ulega hydrolizie, po stopieniu zastyga w postaci szkliwa)

Becl₂ (kowalencyjny, dobrze rozpuszczalny w wodzie, wydzielany z roztworów w postaci uwodnionej( Be(H₂O)₄]Cl₂

MgF₂, SrF₂, CaF₂, BaF₂(jonowe, trudno rozpuszczalne w wodzie)

Mg,Ca,Sr,Ba (chlorki, bromki , jodki dobrze rozpuszczalne w wodzie

Mgcl₂(otrzymywany z karnalitu, bezwodny jest silnie higroskopijny, podczas ogrzewania tlenochlorek)

Cacl₂(produkt odpadowy w procesie solwatacji, silnie higroskopijny(do osuszania gazów), rozpuszcza się w wodzie z wydzieleniem ciepła, z roztworów wypada w postaci CaCl₂* 6H₂O,

do sporządzania mieszanin oziębiających : CaCl₂* 6H₂O+ lód t=-55*C

Tlenki(wysokie temp. Topnienia on. 2000*C, otrzymywane przez rozkład termiczny węglanów, azotanów(V) , siarczanów, wodorotlenków)

BeO nie reaguje z H₂O, MgO reaguje z H₂O gdy silnie rozwinięta powierzchnia, CaO SnO BaO reagują z H₂O,) MO + H₂O= Mn(OH)₂

CaO + H₂O,= Ca(OH)₂ + 15,2 kcal(gaszenie wapna)

Otrzymywanie CaO a) rozkład wapieni 900*C CaCO₃ CaO + CO₂ (tzw. Wapno palone, budownictwo,przemysł chem. szklarski)

b) prażenie szczawianów : Ca(COO)₂ (temp.) CaCO₃ + CO^ , CaCO₃ CaO + CO₂^

Nadtlenki berylowców MO₂ : Be- nie tworzy , BaO₂ najważniejszy BaO + O₂BaO₂ ciało stałe, Ba)₂ + H⁺ = Ba²⁺+ H₂O₂

Wodorotlenki: (rozpuszczalność i moc rosną od Be do Ba , Be(OH)₂ = H₂Be)₂ – amfoteryczny, najsilniejsza zasada )

Be(OH)₂ otrzymywanie: rozpuszczanie w kwasach Be²⁺+ 2H₂O= Be(OH)₂ = Be(OH)₄^2-=^-H₂^O BeO₂^2-(anion berylanowy)

Na₂ BeO₂- berylan sodu ,

Ca(OH)₂ (nieznacznie rozp. w H₂O, wodne roztwory – woda wapienna, reaguje z CO₂: Ca(OH)₂ +CO₂ CaCO₃+ H₂O twardnienie zaprawy murarskiej , zastosowanie: cukiernictwo( oczyszczanie soku buraczanego), grabarstwo wytwarzanie wapna chlorowanego)

Ba(OH)₂( r-r wodny nasycony tzw. Woda barytowa(silna zasada))

Sole kwasów tlenowych:

CaCO₃, MgCO₃, SrCO₃, BaCO₃ (trudno rozp. w H₂O , w trakcie ogrzewania rozkład- najbardziej trwały BaCO₃,

(MCO₃(T)MO + CO₂^, BeCO₃(1350*C)BeO + CO₂^, BaCO₃(100*C)BaO + CO₂^) , w obecności CO₂

przechodzą do roztworów w postaci węglanów MCO₃ + H₂O + CO₂=M(HC)₃)₂

– reakcja odwracalna- obniżenie stężenia CO₂ w roztworze np. po przez zagotowanie -> wytrącenie obojętnego węglanu)

Stalagmity i stalaktyty – powstawanie ( wody powierzchniowe zawierające CO₂ rozpuszczają skały wapienne – na powierzchni tracą CO₂

I wydziela się węglan (CaCO₃) CaCO₃ dobrze rozp. w NH₄Cl: CaCO₃+ 2 NH₄Cl= CaCl₂ +2NH₃^ + CO₂^+ H₂O

Twardość wody :

*nietrwała ( przemijające, węglanowa)- wodorowęglany

* trwała- sole innych kwasów ( ogólnie siarczany , chlorki ,azotany)

Ogólna twardość wody – suma twardości węglanowej i trwałej

twardość przemijająca Ca(HCO₃)₂ można uzyskać przez zagotowanie wody: Ca(HCO₃)₂(T) CaCO₃+H₂O + CO₂

twardość trwała Ca SO₄, MgSO₄ ( nie można uzyskać przez zagotowanie, można usunąć za pomocą sody lub fosforanu sodu)

Usuwanie , zmniejszanie twardości wody:

metody chemiczne : a) sodowa: 3Ca(HCO₃)₂+ Na₂CO₃-> CaCO₃(osad)+2NaHCO₃, Ca SO₄+ Na₂CO₃-> CaCO₃(osad)+Na₂SO₄

b) fosforowa : Ca(HCO₃)₂+2Na₃PO₄-> Ca₃(PO₄)₂(osad)+ 6NaHCO₃, 3CaSO₄+2Na₃PO₄-> Ca₃(PO₄)₂(osad)+ 3Na₂SO₄,

3MgSO₄+2Na₃PO₄-> Mg₃(PO₄)₂(osad)+ 3Na₂SO₄,

c)wapienna: 3Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂-> CaCO₃(osad) + MgCO₃(osad) + 2H₂O

d) za pomocą mydła Ca(HCO₃)₂ + 2 C₁₇H₃₅COONa -> (C₁₇H₃₅COO)₂Ca (osad) + 2 NaHCO₃

Zmiękczanie wody : (wymieniacze jonowe typu -glikokrzemiany sztuczne ( permutyty), żywice syntetyczne ( anionity, kationity))

-Wymieniacz jonowy ( zatrzymuje jony Ca²⁺ i Mg²⁺ z wody wprowadza w ich miejsce jony Na⁺ lub M⁺ (kationity),

wymienia reszty kwasowe na OH^-(anionit)

Skala twardości wody:

-stopnie niemieckie 1*n = 10mg CaO / 1dm³ H₂O, 1*n = 17,8mg CaCO₃/ 1dm³ H₂O

Obecnie 1* twardości= 1mwal (miliwat,miligramorównoważnik) danej soli/ dm³ H₂O nadającej wodzie twardości

Np. 1mwal=0,5milimol jonów Ca²⁺/dm³ H₂O, 1mwal=50mg CaCO₃/1dm³ H₂O 1*=2,8*n

< 3*n woda miękka, > 30*n woda twarda

Siarczany:

BeSO₄, MgSO₄ dobrze rozpuszczalne w H₂O

Ca SO_4, SrSO₄ trudno rozpuszczalne

Ba SO₄ bardzo trudno rozpuszczalne

(0,00022g/100g H₂O)

MgSO₄∙ 7 H₂O sól gorzka

| 150°C

MgSO₄∙ H₂O minerał kizeryt

| t > 200°C

MgSO₄ sól bezwodna

CaSO₄- anhydryt

CaSO₄∙ 2 H₂O gips

| 100°C

CaSO₄∙ 1/2 H₂O hemihydrat

| (może wiązać H₂O)

| 200°C

CaSO₄ gips sztukatorski

| (może wiązać H₂O)

| 300°C

CaSO₄ (nie wiąże H₂O)

| 1000°C

CaO wapno palone

Związki kompleksowe berylowców:

Be: największa tendencja do tworzenia zw.

kompleksowych(najmniejszy promień jonowy)

[BeF₄]^2-,[Be(H₂O)₄]²⁺,[Be(C₂O₄)₂]^2-

Mg: chlorofil związek kompleksowy Mg z porfiryną

Ca,Sr,Ba: słabe właściwości kompleksotwórcze

(kompleksy chylatowe z EDTA – kwas

etylenodiaminotetraoctowy)

Inne związki:

Siarczki: BeS,MgS,CaS,BaS pod działaniem wody

przechodzą w wodorosiarczki:

2CaS+2 H₂O=Ca(SH)₂+Ca(OH)₂

Azotki:

-ogrzewanie metalu w atmosferze czystego azotu:

N₂-> M₃N₂

-ciała stałe, bezbarwne

-wydzielają NH₃ w zetknięciu z wodą

Mg₃N₂ + 3H₂O=3MgO + 2NH₃

Węgliki:

-acetylenki MC₂ (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) , allilenek Mg₂C₃, metanek Be₂C

-acetylenki MC₂ (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) reagują z wodą wydzielając acetylen MC₂+ H₂OM(OH)₂+ C₂H₂

CaC₂ węglik wapnia (karbid): CaO + 3C= CaC₂+CaO

Do produkcji acetylenu: CaC₂+2H₂O=C₂H₂+ Ca(OH)₂

Tworzy z azotem cyjanamid(nawóz sztuczny reagujący z wilgocią i dający NH₃) wapnia : CaC₂+N₂= CaCN₂ + C

CaC₂+N₂+ H₂O=CaCO₃+2 NH₃

Przemysł wapnia:

Borowce: (B, Al., Ga, In, Tl ) ns²p¹

-pierwiastki p elektronowe, 3e walencyjne

-hybrydyzacja sp²

Wzrost masy atomowej ( BTl)- wzrost tendencji do oddawania tylko 1 elektronu +III-> +I

-wzrost metaliczności w grupie

B- niemetal, Al i Ga- wł. amfoteryczne , In i Tl- metale

Występowanie:

B: - w boraksie Na₂B₄O₂∙ 10H₂O, towarzyszy złożom soli potasowych, w śladowych ilościach obecne w wodzie morskiej

Al: - po tlenie i krzemie najpospolitszy pierw. Skorupy ziemskiej, -glinokrzemiany (ortoklaz K(Al₂Si₂O₈), (albit K(Al₂Si₃O₈)

-surowce do otrzymywania metalicznego glinu : boksyt AlO(OH), kriolit Na₃AlF₆, kaolin i niektóre gatunki glinu

Otrzymywanie Al : elektroliza boksytu i kriolitu z dodatkiem CaF₂

Ga, In, Tl : towarzyszą rudom Zn , otrzymywane jako produkt uboczny w procesie przeróbki rud Zn, Al., Cd, Pb

Właściwości:

B: wiązania kowalencyjne

In, Tl : wiązania zdecydowanie jonowe

B- nie tworzy wolnego kationu B³⁺

Al., Ga, In ,Tl – tworzą kationy M³⁺ ( TI również Tl⁺)

B właściwości podobne do Si , a nie do pozostałych borowców

Pasywacja borowców na powietrzu

Bor:

-kruchy , właściwości półprzewodnikowe, chemicznie bierny, ulega działaniu HNO₃ i H₂SO₄(podw. Temp), z mocnymi zasadami tworzy borany, w powietrzu ulega saplaniu B(O₂+N₂)-> B₂O₃+ BN azotek boru, barwi płomień na zielono

B₂O₃ , bezwodnik kwasowy , reaguje z tlenkami metali -> perłą boraksowa np.CoO+ B₂O₃=Co(BO₂)₂

H₃BO₃ kwas ortoborowy

Sole boranowe:

-metaborany (metaoksoborany) B^IBO₂, H₃BO₃+ NaOH-> NaBO₂+ 2H₂O metaboran sodu,

metaborany połączone w większe struktury przestrzenne np. Na₃B₃O₆trimetaboran bodu

Aniony metaboranów złożona budowa:

1. pierścieniowa np. metaoksoboran sodu Na₃B₃O₆

2. łańcuchowa np. metaoskoboran wapnia [Ca(BO₂)₂]_n

- ortoborany(borany, ortooksoborany ) M^I₃BO₃, InBO₃ ortoboran indu , Mg₃(BO₃)₂ ortoboran magnezu

związki krystaliczne trudno rozpuszczalne w wodzie

-tetraborany ( tetraoksoborany) M₂B₄O₇ , Na₂B₄O_7* 10H₂O boraks rozpuszczalny w wodzie

BrO₇^2-+ 2H₂O= B₄O₅(OH)₄^{2 (2H=,3H2O)} 4H₃BO₃(kwas o-borowy) ^(-H2O)HBO₂(kwas metaborowy) ^(-H2O)1/2 B₂O₃ tritlenek boru

-tetrahydroksoborany , sole kompleksowe z tetraedrycznym anionem [B(OH)₄]^- np. Na₂[B(OH)₄]Cl

Halogenki boru:

BF₃, BCl₃- gazy, BBr₃ ciecz, BI₃ c. stałe

BF₃ silny akceptor pary elektronowej np. BF₃+ F^-- BF₄^--, BF₃+ NH₃= F₃BNH₃

Pozostałe halogenki hydroliza np. BCl₃+ H₂O=BCl₂OH + HCl , BCl₂OH + 2H₂)= H₃BO₃ = 2HCl

Halogenki glinowcow:

W stanie stałym - jako dimery, w roztworach – w postaci jonów

Borowodory analogicznie do węglowodorów i krzemo. Substancje lotne reaguja z wodą :

B₂H₆+6H₂O =2H₃BO₃ + 6H₂, ulegają samozapaleniu w powietrzu, spalane wydzielają duże ilości energii

B₂H₆+3O₂=B₂O₃+3H₂O +Q(482kcal)

Borowodory nietrwałe B_nH_n+4 , B₂H₆diborowodór, B₅H₉ penta

Borowodory trwałe ; dihydroborowodory B₄H₁₀ dihydrotetraborowodór

B₂H₆:

Liczba wiązań większa od liczby elektronów par wiążących , deficyt dwóch elektronów, w rzeczywistej

cząsteczce tzw. Wiązanie trójcentryczne, w jednej płaszczyźnie 2 atomy boru i 4 wodoru

pozostałe 2 at H tworzą 2 mostki wodorowe, powstaje 2-elektronowy orbital wiążący 3 atomy (2B+H)

Glin i jego związki:

Al. + III st. Utlenienia nieliczne wyjątki np. ( 2Al + AlCl₃ -> 3AlCl + I ) , ( Al₂O₃+ Al.-> AlO ( +II )+Al₂O (+I)

-roztwarza się w w kwasach nieutleniających i wodorotlenkach z wydzieleniem H₂

-nie roztwarza się w kwasach utleniających (HNO₃ stęż., H₂SO₄ stęż)- pasywacja

Al(OH)₃ właściwości amfoteryczne:

Al^{3+ H+}Al(OH)₃ ^OH-Al.(OH)₄^-

Al(OH)₃+ 3HCl= AlCl₃ + 2H₂O, Al(OH)₃+NaOH= Na[Al(OH)₄

|-3H₂O | -2H₂O

γ Al₂O₃(wł. amfot.) NaAlO₂

| 1200 K

α Al₂O₃ korund, twardy odporny na działanie chem.

(rubiny i szafiry korundy zabarwione tlenkami Cr lub Ti)

SPINELE gliniany metali II wartościowych MAl₂O₄ np. Co, Zn, mg, Fe

Ałuny – sole podwójne M₂SO_4* Al₂(SO₄)_*12H₂O M: K, Na,NH₄⁺, Rb, Cs

Wzór uproszczony MAl₂(SO₄)_*12H₂O

-krystalizują w układzie regularnym

-w roztworach dysocjują na jony M⁺ , Al(H₂O)₆³⁺, SO₄^2-

-istnieją tylko w stanie stałym

Aluminotermia – otrzymywanie metali z wykorzystaniem glinu np. 8Al+3Mn₃O₄=9Mn +4Al₂O₃

GAL:

Właściwości chemiczne zbliżone do Al.

Ga

| spalanie w Cl

GaCl₃ GaCl₂

|H₂O

Ga(H₂O)₆³⁺[Ga(H₂O)₅OH]²⁺

| OH^-

Ga(OH)₃->Ga₂O₃

IND:

Właściwości chemiczne identyczne jak Al. Za wyjątkiem In₂O₃ -wł. kwasowe

TAL:

Najbardziej metaliczny z borowców , stopnie utlenienia +III i +I

M₂SO₄ HCl

Tl-------Tl₂SO₄------ TlCl

|O₂ | OH^- | HCl

Tl₂O₃ TlOH TlCl₃

Związki talu barwią płomień na zielono , trujące, jako odtrutke stosuje się jony jodkowe

Tworzy się trudnorozpuszczalny jodek tali I