Τάση Σύνθετης Σχηματισμού Ομάδας 13

Όλα τα στοιχεία της ομάδας 13 αναφέρονται ως οικογένεια βορίου. Ο περιοδικός πίνακας χωρίζεται σε διάφορες ομάδες:τα μπλοκ s,p,d και f. Αυτή η διαίρεση βασίζεται στον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους. Για παράδειγμα, εάν το ηλεκτρόνιο σθένους εμφανίζεται στο υποκέλυφος d, ομαδοποιείται κάτω από το μπλοκ d και ούτω καθεξής.

Υπάρχουν πέντε μέλη στην οικογένεια του βορίου - βόριο, γάλλιο, αλουμίνιο, ίνδιο και θάλλιο. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση της οικογένειας βορίου είναι Nsnp. Το αλουμίνιο θεωρείται το πιο άφθονο στοιχείο αυτής της ομάδας και το τρίτο σε αφθονία στη Γη.

Αυτό το άρθρο εξηγεί την τάση σχηματισμού συμπλόκου των στοιχείων βορίου.

Γενικές ιδιότητες της οικογένειας του βορίου 

Ηλεκτρονική διαμόρφωση 

Το Nsnp είναι η ηλεκτρονική διαμόρφωση των στοιχείων της Ομάδας 13.

Ατομικές ακτίνες

Όλα τα στοιχεία αυτής της ομάδας έχουν το μικρότερο μέγεθος λόγω του πυρηνικού τους φορτίου σε σύγκριση με τα στοιχεία αλκαλικής γαίας. Εκτός από το γάλλιο, η ατομική ακτίνα αυξάνεται καθώς κατεβαίνουμε στην ομάδα. Το γάλλιο έχει χαμηλότερες ατομικές ακτίνες λόγω των υπαρχόντων d τροχιακών του, τα οποία δεν ελέγχουν αποτελεσματικά την έλξη του πυρήνα. Από το B TI, η ιοντική ακτίνα αυξάνεται στα στοιχεία της Ομάδας 13.

Πυκνότητα 

Από το βόριο στο θάλλιο, η πυκνότητα των στοιχείων αυξάνεται.

Σημεία τήξης και βρασμού 

Τα στοιχεία της Ομάδας 13 έχουν υψηλότερο σημείο τήξης σε σύγκριση με τα αντίστοιχα της Ομάδας 2. Όμως, το σημείο τήξης μειώνεται καθώς κινούμαστε προς τα κάτω στην ομάδα και ξαφνικά αυξάνεται λόγω δομικών αλλαγών.

Το βόριο, που είναι το πρώτο στοιχείο, έχει ελαφρώς υψηλότερο σημείο τήξης σε σύγκριση με τα άλλα μέλη της οικογένειας. Αυτό οφείλεται στην τρισδιάστατη δομή του βορίου, στην οποία οι ομοιοπολικοί δεσμοί συγκρατούν έντονα άτομα.

Το γάλλιο έχει χαμηλότερο σημείο τήξης επειδή περιέχει μόρια Ga₂ και Ga, το οποίο θα παραμείνει σε υγρή κατάσταση ακόμη και αν η θερμοκρασία είναι 2.276 Κ. Λόγω αυτής της ιδιότητας, το γάλλιο χρησιμοποιείται σε θερμόμετρα υψηλής θερμοκρασίας.

Ενθαλπία ιονισμού 

Η τιμή της ενθαλπίας ιονισμού είναι ελαφρώς χαμηλότερη στην οικογένεια του βορίου. Οι τιμές είναι χαμηλότερες σε σύγκριση με τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών. Η αφαίρεση ηλεκτρονίων από το κέλυφος είναι εύκολη ( Nsnp configuration).

Καθώς μετακινούμαστε από το βόριο στο αλουμίνιο, οι τιμές της ενθαλπίας ιονισμού μειώνονται. Αλλά το επόμενο στοιχείο, που είναι το γάλλιο, έχει υψηλότερη τιμή από τα υπόλοιπα καθώς το γάλλιο έχει κακή θωράκιση παρέμβασης ηλεκτρονίων d. Αυτή η ομάδα δεν έχει συνέπεια αφού οι τιμές αυξάνονται καθώς προχωράμε στο θάλλιο.

Κατάσταση οξείδωσης

Το γάλλιο, το ίνδιο και το θάλλιο έχουν καταστάσεις οξείδωσης +1 και +3, αντίστοιχα. Όμως, το βόριο και το αλουμίνιο έχουν μια κατάσταση οξείδωσης +3.

Καθώς προχωράμε πιο κάτω στην οικογένεια του βορίου, η κατάσταση οξείδωσης μειώνεται λόγω του φαινομένου του αδρανούς ζεύγους. Αυτό το φαινόμενο δεν βοηθά το στοιχείο να καταλάβει τα +3 ηλεκτρόνια. Όλα τα στοιχεία μετά το βόριο και το αλουμίνιο έχουν κατάσταση οξείδωσης +1.

Εφέ αδρανούς ζεύγους 

Αυτό το φαινόμενο οφείλεται στην απροθυμία των στοιχείων με s ηλεκτρόνια να λάβουν μέρος στη διαδικασία σύνδεσης. Αυτό το φαινόμενο οφείλεται στην κακή επίδραση θωράκισης του ns. Επεμβαίνουν στα ηλεκτρόνια d και f και τα εμποδίζουν να σχηματίσουν δεσμούς.

Το φαινόμενο αδρανούς ζεύγους αυξάνεται καθώς μετακινούμαστε προς τα κάτω στην ομάδα των 13 στοιχείων. Γι' αυτό όλα τα παρακάτω στοιχεία έχουν χαμηλότερες τιμές οξείδωσης.

Ηλεκτροθετικά στοιχεία 

Τα ηλεκτροθετικά στοιχεία είναι μεταλλικά. Τα στοιχεία της ομάδας 13 είναι λιγότερο ηλεκτροθετικά σε σύγκριση με τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών. Αυτά τα στοιχεία έχουν μικρότερα μεγέθη και πολύ υψηλότερη ενθαλπία ιονισμού.

Η ηλεκτροθετικότητα αυξάνεται καθώς μετακινούμαστε από το βόριο στο αλουμίνιο. Αλλά μειώνεται από γάλλιο σε θάλλιο λόγω της παρουσίας των τροχιακών d και f, που προκαλούν κακή θωράκιση.

Μειωτικό χαρακτηριστικό

Η μείωση των χαρακτήρων μειώνεται καθώς κατεβαίνουμε από το αλουμίνιο στο θάλλιο λόγω της αύξησης των τιμών δυναμικού ηλεκτροδίου των M και M. Η σειρά που ακολουθεί η ομάδα είναι Al> Ga> In> Tl.

Φύση των ενώσεων 

Όταν κινούμαστε προς τα κάτω στην οικογένεια του βορίου, η τάση σχηματισμού ιοντικών δεσμών αυξάνεται, το βόριο σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς, ενώ το αλουμίνιο σχηματίζει ομοιοπολικές και ιοντικές ενώσεις.

Από την άλλη πλευρά, το Γάλλιο σχηματίζει ιοντικές ενώσεις με το GaCl3, το οποίο είναι άνυδρο και σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς.

Σχηματισμός σύνθετου

Καθώς τα στοιχεία της ομάδας 13 είναι μικρότερα σε μέγεθος, έχουν ισχυρότερες τάσεις σχηματισμού συμπλόκου σε σύγκριση με τα στοιχεία μπλοκ.

Η τάση σχηματισμού συμπλόκου των στοιχείων της ομάδας 13 

Τα στοιχεία της πρώτης μεταβατικής σειράς πληρούν όλες τις απαιτούμενες προϋποθέσεις για τάσεις σχηματισμού συμπλόκου. Τα κατιόντα που υπάρχουν στην ομάδα έχουν την τάση να σχηματίζουν σύμπλοκα με ορισμένα μόρια. Για παράδειγμα, CO, NO, NH₃ .

Όλα τα μόρια και τα ιόντα που σχηματίζουν δεσμούς ονομάζονται συνδέτες (L). Έχουν περισσότερα από ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων στο άτομο δότη τους (το άτομο που είναι συνήθως το κεντρικό άτομο). Δωρίζουν αυτό το άτομο σε ένα μεταλλικό ιόν ή άτομο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού συμπλόκου, ο οποίος γίνεται μέσω ομοιοπολικών δεσμών συντεταγμένων M←L.

Αυτή η διαδικασία συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια έχουν έλλειψη σε μεταλλικά ιόντα στην κατάσταση οξείδωσής τους και/ή τα άτομα που υπάρχουν είναι δέκτες ηλεκτρονίων.

Λόγω του μικρού τους μεγέθους και της υψηλής πυκνότητας φορτίου, τα μεταλλικά ιόντα διευκολύνουν το σχηματισμό συμπλεγμάτων. Εξαρτάται επίσης από τη βασικότητα των προσδεμάτων. Αυτή η τάση αυξάνεται επίσης καθώς αυξάνεται η κατάσταση θετικής οξείδωσης του μεταλλικού ιόντος.

Η φύση των συμπλοκών εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα των ιόντων μετάλλων και των ατόμων για σύνδεση. Τα S, p και d είναι οι τύποι των τροχιακών.

Τα σύμπλοκα στη σειρά μετάβασης έχουν είτε σχήμα τετραεδρικών, τετράγωνων, επίπεδων ή οκταεδρικών δομών. Αυτά τα σχήματα αποκαλύπτουν ότι τα μεταλλικά υδρίδια υβριδίζονται πριν γίνουν δεσμοί με τροχιακά συνδέτη.

Συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο εξηγεί την τάση σχηματισμού συμπλόκου των στοιχείων της ομάδας 13. Αναφέρει επίσης παραδείγματα της τάσης σχηματισμού συμπλόκου.

Η ομάδα-13 είναι επίσης γνωστή ως οικογένεια βορίου. Τα στοιχεία αυτής της ομάδας τείνουν να σχηματίζουν συμπλέγματα. Αυτό οφείλεται στην παρουσία d-τροχιών που έχουν μεγάλο αριθμό κενών τροχιακών. Αυτό τελικά οδηγεί σε μεταβλητές καταστάσεις οξείδωσης αυτών των ενώσεων. Το σχήμα ενός συμπλέγματος μπορεί να είναι τετράγωνο επίπεδο, τετραεδρικό ή οκταεδρικό.