Prvek skupiny boru


Ionizační energie

Každý prvek ve skupině boru má ve svém vnějším plášti tři elektrony (tzv. Valenční elektrony) a pro každý prvek dochází k prudkému skoku v množství energie potřebné k odstranění čtvrtého elektronu, což odráží skutečnost, že tento elektron musí být odstraněn z vnitřního obalu. V důsledku toho mají prvky skupiny maximální oxidační čísla tři, což odpovídá ztrátě prvních tří elektronů, a tvoří ionty se třemi kladnými náboji.

Získejte předplatné Britannica Premium a získejte přístup k exkluzivní obsah. Přihlaste se k odběru

Zjevně nevyzpytatelný způsob, jakým se ionizační energie mezi prvky skupiny liší, je způsoben přítomností vyplněných vnitřních d orbitalů v galiu, indiu a thaliu a f orbitální v thaliu, které neštítí nejvzdálenější elektrony před tahem jaderného náboje tak účinně jako vnitřní s a p elektrony. Ve skupinách 1 a 2 (Ia a IIa) jsou na rozdíl od skupiny boru vnější elektrony (vždy označované jako n) v každém případě chráněny konstantní vnitřní sadou elektronů, v (n-1) s2 ( n-1) p6 orbitalů a ionizační energie těchto prvků skupiny 1 a skupiny 2 plynule klesá ve skupině. Ionizační energie gália, india a thalia jsou tedy vyšší, než se od jejich protějšků ze skupiny 2 očekávalo, protože jejich vnější elektrony, které jsou špatně chráněny vnitřními elektrony d a f, jsou silněji vázány na jádro. Díky tomuto stínícímu účinku jsou atomy galia, india a thalia menší než atomy sousedů skupiny 1 a 2, protože vnější elektrony jsou přitahovány blíže k jádru.

Stav M3 + pro gallium Indium a thalium jsou energeticky méně výhodné než Al3 +, protože vysoké ionizační energie těchto tří prvků nelze vždy vyvážit energiemi krystalů možných reakčních produktů. Například z jednoduchých bezvodých sloučenin thalia v oxidačním stavu +3 je iontový pouze trifluorid, TlF3. Pro skupinu jako celek je tedy iontový stav M3 + spíše výjimkou než pravidlem. Častěji prvky skupiny tvoří kovalentní vazby a dosahují oxidačního stavu tří podporou jednoho elektronu ze s orbitalu ve vnějším plášti (označeného ns orbital) na np orbital, posun umožňující vytvoření hybridu nebo kombinace, orbitaly (odrůdy označené jako sp2). Stále více ve skupině existuje tendence k tvorbě iontů M + a v thaliu je oxidační stav +1 stabilnější. Zásaditost (vlastnost kovů) prvků se také zvyšuje při postupu do skupiny, jak ukazují oxidy, které tvoří: oxid boritý (vzorec B2O3) je kyselý; další tři oxidy, hliníku, gália a india (vzorce Al2O3, Ga2O3 a In2O3), jsou buď kyselé nebo zásadité v závislosti na prostředí (vlastnost zvaná amfoterismus); a oxid metalický (Tl203) je zcela zásaditý.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *