Bórcsoport-elem


Ionizációs energiák

A bórcsoport minden elemének a legkülső héjában három elektron (ún. Vegyérték-elektron) található, és minden elemnél a negyedik elektron eltávolításához szükséges energiamennyiség élesen megugrik, ami azt a tényt tükrözi, hogy ezt az elektront el kell távolítani egy belső héjból. Következésképpen a csoport elemeinek maximális oxidációs száma három, ami az első három elektron veszteségének felel meg, és három pozitív töltéssel rendelkező ionokat képeznek.

Szerezzen be egy Britannica Premium előfizetést és férjen hozzá exkluzív tartalom. Iratkozzon fel most

Az ionizációs energiák látszólag szabálytalan módja a csoport elemei között annak köszönhető, hogy a galliumban, az indiumban és a talliumban a kitöltött belső d pályák és az f orbitális talliumban, amelyek nem védik olyan hatékonyan a legkülső elektronokat az atomtöltet húzóerejétől, mint a belső s és p elektronok. Az 1. és 2. csoportban (Ia és IIa), ellentétben a bórcsoporttal, a külső héj (mindig n-nek nevezett) elektronokat minden esetben állandó belső elektronkészlet árnyékolja az (n-1) s2-ben ( n-1) p6 pályák, és ezeknek az 1. és 2. csoportnak az ionizációs energiája simán csökken a csoportban. A gallium, az indium és a tallium ionizációs energiái tehát magasabbak, mint a 2. csoportba tartozó társaiktól elvárták, mert külső elektronjaikat, mivel a belső d és f elektronok rosszul árnyékolják, erősebben kötődnek a maghoz. Ez az árnyékoló hatás miatt a gallium, az indium és a tallium atomjai kisebbek lesznek, mint az 1. és 2. csoport szomszédaik atomjai, azáltal, hogy a külső elektronokat közelebb húzza a mag felé.

A gallium M3 + állapota , az indium és a tallium energetikailag kedvezőtlenebb, mint az Al3 +, mert e három elem magas ionizációs energiáit nem mindig képesek egyensúlyba hozni a lehetséges reakciótermékek kristályenergiái. Például a tallium egyszerű, vízmentes +3 oxidációs állapotú vegyületei közül csak a trifluorid, a TlF3 ionos. A csoport egészére nézve tehát az M3 + ionos állapot inkább kivétel, mint szabály. Gyakrabban a csoport elemei kovalens kötéseket alkotnak, és három oxidációs állapotot érnek el, ha egy elektront juttatnak el a külső héjban lévő s pályáról (amelyet ns orbitálnak jelölnek) egy np pályára, amely eltolódás lehetővé teszi hibrid vagy kombináció kialakulását pályák (az sp2-nek jelölt fajta). A csoportban egyre inkább az M + ionok képződése irányul, talliumban a +1 oxidációs állapot a stabilabb. Az elemek alapossága (a fémek tulajdonsága) szintén növekszik a csoport lefelé haladva, amit az általuk képzett oxidok mutatnak: a bór-oxid (B2O3 képlet) savas; a következő három alumínium-, gallium- és indium-oxid (az Al2O3, Ga2O3 és In2O3 képletek) savas vagy bázikus, a környezettől függően (amfoterizmusnak nevezett tulajdonság); és a tall-oxid (Tl2O3) teljesen bázikus.

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük