Borowce

Grupa 3 (IIIA)

Bor; Glin ; Gal; Ind, Tal

B, Buraq arab - 1908 L.J. Lussaca i L.J. Thenarda-Francja/ sirH B. Davy - W Brytania

Al Alumen tac. - 1825 H.Ch. Oersteda - Kopenhaga, Dania G«, Galii a lac. =Francja, 1875 P.E. Lecoq de Boisbraudran -Francja

In, od linii widmowej tego pierwiastka barwy indygo, 1863 F. Reicha Niemcy

Tl, Thallos gr. = zielona gałązka - 1861 W. Crookes

Wykłady - Piotr Krszensztejn

Właściwość	B	Al	Ga	In	Tl
Stan podstawowy	2s^22p^1	3a*3p^l	3d^,04s^24p^1	4d^ł05s^25p^ł	4f^1*5d^l06*^26p		^1
H atomizacji [kJ moM]	582	330	277	243	182
T topnienia [K]	2453*	933	303	430	576,5
T wrzenia [K]	4273	2792	2477	2355	1730
H topnienia [kJ mol'^1]	50,2	10,7	5,6	3,3	4,1
IE [kJ mol']	800,6	577,5	578,8	558,3	589,4
II |kJmol ']	2427	1817	1979	1821	1971
III fc-taK, [W mol']	3660	2745	2963	2704	2878
IV e [O mol ']	25030	11580	6200	5200	4900
^r męt»li<my [P^111]	-	143	153	167	171
	88	130	122	150	155
	-	54(ap-)	62 {«*»•>	80 (In^2*)	89 cn^2*)
					1S9(TV>
Stand. Potencj. Red.						f
E°(M*VM)[V]	-	-1,66	-0,55	-0,34	+0,72
Stand. Potencj. Red.
E° (M*/M) [V]	-	-	-0,2	-0,14	-0,34
	w	ykłady - Pio	Kirszensztejn

VWI p t* 5 w, ftl

Warto zauważyć, że prawdopodobnie poza wyjątkiem niektórych fluorków, nie ma dowodów na tworzenie się wolnych jonów M³‘ w obrębie tej grupy.

Elektronowa konfiguracja i stopnie utlenienia.

Chociaż pierwiastki tej grupy mają zewnętrzną konfigurację elektronową n&np¹ i większa, ró.żp.ięę pomiędzy pierwszą i drugą energią jonizacji IE, i IE, aniżeli pomiędzy IE, i IE₃ (tj. porównanie usunięcia elektronu p w stosunku do elektronu s) zależności pomiędzy strukturą elektronową pierwiastków grupy 13 a tymi które dotyczyły 1 i 2 grupy są bardziej złożone.

Ga I In po usunięciu trzech elektronów wygląda odpowiednio:

^{1 J} X,    .    _ _w konsekwencji IE₄ dla Ga, In i

^r Tl nieporównanie niższe niż dla

Ga -    [Ar]    - 3<P°

In -    [Kr]    - 4d>°

dlaTi - [Xe] 4P‘5ct¹⁰

WyKTady - Piotr Kfrszensztejn

J

B czy Al (B 25030 - Tl 4900)

•    Przesuwając się w dół grupy 13 obserwowane nieciągłości w wartościach IE₂ i IE₃ i różnice pomiędzy nimi pochodzą z

„niewydolności elektronów" d i f (które posiadają niską śiłe ekranującą dla skompensowania wzrostu ładunku jądra-Slater).

•    Ta niedoskonałość ma również swoje odbicie w relatywnie małych różnicach pomiędzy wartościami r_jon dla Al³* i Ga³*.

•    pla Tl obserwuje się również efekt relatywistyczny.

•    Przechodząc w dół grupy 13 widzimy trend wzrostu IE₂ i IE₃ dla Ga i Tł i to prowadzi do wyraźnej stabilności +1 stopnia utlenienia dla tych pierwiastków. W przypadku Tl (jedyną solą typu trójhalogenku to TIF₃) nazywa się to termodynamicznym efektem inertnoścl pary 6s ze względu na rozróżnienie od stereochemicznego efektu inertnej pary elektronowej.

Wykłady - P*otr lOrsensztejn

•    Podobny efekt obserwuje się dla Pb (14 grupa) i Bi (15 grupa) dla których najbardziej stabilnymi stopniami utlenienia są odpowiednio +2 i +3 aniżeli +4 i +5.

k Konkludując, podane w tabeli wartości E° dla redoksowej pary M³*/Mi M*/M dla końcowych pierwiastków odbija się w zmiennej przystępności stanu utlenienia M* w zakresie tej grupy.

•    Chociaż +3 stopień utlenienia (i +1 dla Ga, i Tl) są charakterystyczne dla pierwiastków 13 grupy to należy zauważyć również, że większość pierwiastków z grupy borowców tworzy również związki w których sugeruje się formalny stan utlenienia +2 np. w B₂CI₄ i GaCI₂. Należy do tego jednak podchodzić z ostrożnością jako, że w B₂CI₄ +2 stopień utlenienia wypływa z obecności wiązania B-B a w przypadku GaCI₂ z mieszanego stopnia utlenienia -Ga[GaCI„].

Wykłady - Piotr Kirszensztejn

Przypomnienie

Slater wprowadził stałą empiryczną określającą zdolność ekranowania . przez elektron na orbitalu jednego typu innego elektronu na orbita lu f tego samego typu łub odmiennego typu od ładunku jądra. Tę stałą i ekranowania a wprowadza się do równania

Z* = Z - o

Orbitale S/atera są w zasadzie orbitalami wodoro-podobnymi

•    Udział w wartości o wszystkich elektronów znajdujących się na poziomach wyższych niż poziom rozważanego elektronu jest równy zeru.

•    Udział w wartości o o tęj anttLGłównej MgMe kwantowej wynosi

0,35

•    Udział elektronów na powłoce (n-11 wynosi 0,85.

•    Elektrony na głębszych powłokach (n-2) mają w wartości o udział 1,00.

•    Dla elektronów d i f obowiązuje reguła specjalna , zgodnie z którą udział wszystkich elektronów powłok wewnętrznych wynosi 1,0;

•    oznacza to . iz przenikanie elektronów d i f do rdzenia atomu jest tak słabe, ze można je pominąć.

Wykłady - Płód Wrszensztejn

Wykłady - Piotr Kirszensztejn

1