МЕТАЛЛЫ
|
Атомный |
Название |
Электронная
|
r |
t╟пл. |
t╟кип. |
ЭО |
ПИ |
Атомный |
Степень |
|
5 |
Бор B |
[He] 2s22p1 |
2,35 |
2300 |
2550 |
2,0 |
8,3 |
0,095 |
+3 |
|
13 |
Алюминий Al |
[Ne] 3s23p1 |
2,70 |
660 |
2467 |
1,47 |
6,0 |
0,143 |
+3 |
|
31 |
Галлий Ga |
[Ar] 3d10 4s24p1 |
5,91 |
30 |
2227 |
1,6 |
6,0 |
0,122 |
+3 |
|
49 |
Индий In |
[Kr] 4d10 5s2 5p1 |
7,30 |
156 |
2047 |
1.7 |
5,8 |
0,162 |
+1,+2,+3 |
|
81 |
Таллий Tl |
[Xe]4f145d106s26p1 |
11,85 |
303 |
1457 |
1,8 |
6,1 |
0,167 |
+1,+3 |
1. С увеличением атомной массы усиливается металлический характер элементов (В √ неметалл; остальные √ металлы).
2. Бор значительно отличается по свойствам от других элементов (высокие т.пл., т.кип., твердость; инертность). Остальные элементы √ легкоплавкие металлы, In и Tl - очень мягкие.
1. Все элементы трехвалентны, но с повышением атомной массы приобретает значение валентность, равная единице (Tl в основном одновалентен).
2. Основность гидроксидов R(OH)3 возрастает с увеличением атомной массы (H3BO3 - слабая кислота, Al(OH)3 и Ga(OH)3 - амфотерные основания, ln(OH)3 и Tl(OH)3 -типичные основания, TlOH - сильное основание).
3. Металлы подгруппы алюминия (Al, Ga, In, Tl) химически достаточно активны (реагируют с кислотами, щелочами (Al, Ga), галогенами).
4. Соли элементов подгруппы алюминия в большинстве случаев подвергаются гидролизу по катиону. Устойчивы лишь соли одновалентного таллия.
5. Al и Ga защищены тонкой оксидной пленкой; Tl разрушается при действии влажного воздуха, (хранят в керосине).
Открыт Х.К.Эрстедом в 1825 г.
Четвертый по распространённости элемент в земной коре.
Серебристо-белый
металл, (r=2,7 г/см3), пластичный, высокая тепло- и
электропроводность.
t╟пл.= 660╟C.
Бокситы
√ Al2O3 ∙ H2O (с
примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3),
нефелины √ KNa3[AlSiO4]4,
алуниты - KAl(SO4)2 ∙ 2Al(OH)3 и
глиноземы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3).
Электролиз расплава Al2O3 (в присутствии криолита Na3[AlF6]):
2Al2O3 ╝═ 4Al + 3O2╜
Al √ покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой (не реагирует с простыми веществами: с H2O (t╟); O2, HNO3 (без нагревания)).
Al √ активный металл-восстановитель.
Легко реагирует с простыми веществами:
1) С кислородом:
4Al0 + 3O2 ╝ 2Al+32O3
2) С галогенами:
2Al0 + 3Br20 ╝ 2Al+3Br3
3) С другими неметаллами (азотом, серой, углеродом) реагирует при нагревании:
2Al0 + 3S═ √t╟╝═ Al2+3S3(сульфид алюминия)
2Al0 + N2═ √t╟╝═ 2Al+3N(нитрид алюминия)
4Al0 + 3С ╝ Al4+3С3(карбид алюминия)
Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:
Al2S3 + 6H2O ╝ 2Al(OH)3¯ + 3H2S╜
Al4C3 + 12H2O ╝ 4Al(OH)3¯+ 3CH4╜
Со сложными веществами:
4) С водой (после удаления защитной оксидной пленки):
2Al0 + 6H2O ╝ 2Al+3(OH)3 + 3H2╜
5) Со щелочами:
2Al0 + 2NaOH + 6H2O ╝ 2Na[Al+3(OH)4](тетрагидроксоалюминат натрия) + 3H2╜
6) Легко растворяется в соляной и разбавленной серной киcлотах:
2Al + 6HCl ╝ 2AlCl3 + 3H2╜
2Al + 3H2SO4(разб) ╝ Al2(SO4)3 + 3H2╜
При нагревании растворяется в кислотах - окислителях:
2Al + 6H2SO4(конц) ╝ Al2(SO4)3 + 3SO2╜ + 6H2O
Al + 6HNO3(конц) ╝ Al(NO3)3 + 3NO2╜ + 3H2O
7) Восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):
8Al0 + 3Fe3O4 ╝═ 4Al2O3 + 9Fe
2Al + Cr2O3 ╝ Al2O3 + 2Cr
Основа легких и прочных сплавов. Раскислитель стали. Используется для получения ряда металлов алюминотермией.
Al2O3
O=Al√O√Al=O
Глинозем, корунд, окрашенный √ рубин (красный), сапфир (синий).
Твердое тугоплавкое (t╟пл.=2050╟С) вещество; существует в нескольких кристаллических модификациях (a √ Al2O3, g √ Al2O3).
4Al + 3O2 ╝ 2Al2O3
2Al(OH)3 ╝ Al2O3 + 3H2O
Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств; с водой не реагирует.
1) Реагирует с кислотами и растворами щелочей:
Как основной оксид:
Al2O3 + 6HCl ╝ 2AlCl3 + 3H2O
Как кислотный оксид:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O ╝ 2Na[Al(OH)4]
2) Сплавляется со щелочами или карбонатами щелочных металлов:
Al2O3 + Na2CO3 ╝ 2NaAlO2(алюминат натрия) + CO2╜
Al2O3 + 2NaOH ╝ 2NaAlO2 + H2O╜
Al(OH)3
1) Осаждением из растворов солей щелочами или гидроксидом аммония:
AlCl3 + 3NaOH ╝ Al(OH)3¯ + 3NaCl
Al2(SO4)3 + 6NH4OH ╝ 2Al(OH)3¯ + 3(NH4)2SO4
Al3+ + 3OH- ╝ Al(OH)3¯(белый студенистый)
2) Слабым подкислением растворов алюминатов:
Na[Al(OH)4] + CO2 ╝ Al(OH)3¯ + NaHCO3
Амфотерный гидроксид:
Как основание Al(OH)3 + 3HCl ╝ AlCl3 + 3H2O
Как кислота Al(OH)3 + NaOH ╝ Na[Al(OH)4](тетрагидроксоалюминат натрия)