Iii guruhning p-elementlari

III guruhning p-elementlari.
III guruh p-elementlariga bor B, alyuminiy Al, galliy Ga, indiy In va talliy Tl lar kiradi. Ularning ba'zi fizik-kimyoviy xossalari quyida keltirilgan.
11.9-jadval. III guruh p-elementlarining ba'zi fizik-kimyoviy xossalari.

	5B	13Al	31Ga	49In	81Tl
Atom massasi	10,81	29,98	69,72	114,82	204,37
Valent elektronlari	2s^22p^1	3s^23p^1	4s^24p^1	5s^25p^1	6s^26p^1
Atom radius, nm	0,81	0,118	0,126	0,144	0,148
E^+3 ion radiusi, nm	0,020	0,057	0,062	0,092	0,105
Elektronga moyilligi, eV	0,3	0,5	0,39	0,2	0,32
Ionlanish energiyasi, eV	8,298	5,986	5,998	5,786	6,11
Nisbiy elektromanfiyligi	2,0	1,5	1,6	1,7	1,6
Oksidlanish darajalari	+3	+3	+1, +2, +3	+1, +2, +3	+1, +3
Yer qatlamidagi massa ulushi, %	5·10^–3	7,5	4·10^–4	1·10^–5	3·10^–4

Yuqoridagi ma'lumotlardan ko‘rinib turibdiki, bu guruh elementlari 3 ta tashqi valent elektronga ega bo‘lib, yuqori oksidlanish darajasi +3 ga teng. Bu elementlar orasida Al va B alohida o‘rin tutadi. Al tabiatda keng tarqalgan element. B esa ko‘plab minerallar tarkibiga kiradi.
Bor
II davr elementlari orasida bor kuchsiz metallmaslik xossasi bilan alohida o‘rin tutadi. U ba'zi xossalari bilan kremniyga o‘xshab ketadi. Bor birikmalarida +3 oksidlanish darajasini namoyon etadi.
Tabiatda borning ikki xil izotopi mavjud: ¹⁰B (19,57%), ¹¹B (80,43%). Uning tabiatda Na₂B₄O₇·10H₂O – bura, Na₂B₄O₇·4H₂O – kernit va H₃BO₃ – sassoli kabi birikmalar holida tarqalgan.
Bor aoddiy modda sifatida 10 dan ortiq allotropik shakl o‘zgarishlarini hosil qiladi. Ularda bor atomlari B₁₂ tarkibga ega bo‘lgan ikosaedrik shakldagi kristallardan tashkil topgan:

Bor kristallari to‘q kulrang tusdagi qiyin suyuqlanuvchan (t_suyuq=2075^oC, t_qay=3700^oC), yarimo‘tkazgich xossasiga ega bo‘lgan modda. U oddiy sharoitda faqat ftor bilan bevosita ta'sirlashadi. Qizdirilganda esa kislorod, oltingugurt, xlor va hatto azot bilan ham (1200^oC dan yuqori) reaksiyaga kirishadi. Bor vodorod bilan reaksiyaga kirishmaydi. Kuchli qizdirilganda SiO₂, P₂O₅ va boshqa moddalar bilan qaytaruvchilik xossasini namoyon qiladi:
3SiO₂ + 4B → 3Si + 2B₂O₃.
Bor faqatgina shoh arog‘idagina oson eriydi. Amorf borga HNO₃ ta'sir ettirilganda borat kislotasi hosil bo‘ladi:
B + 3HNO₃ → H₃BO₃ + 3NO₃.
Ishqorda esa faqatgina oksidlovchilar ishtirokidagina eriydi:
2B + 2KOH + 3[O] → 2KBO₂ + H₂O.
Erkin bor metallotermiya usulida olinadi:
B₂O₃ + 3Mg → 3MgO + 2B,
KBF₄ + 3Na → 3NaF + KF + B.
Bunda amorf bor hosil bo‘ladi. Uni qattiq qizdirib, qayta kristallash yo‘li bilan kristall bor hosil qilinadi. Lekin bunday usulda borga boshqa moddalar aralashib qolishi mumkin. Tozaroq bor (99,5%) bor bromid bug‘larining cho‘g‘langan tantal tolalari sirtida vodorod bilan qaytarib:
2BBr₃ + 3H₂ → 2B + 6HBr,
yoki vodorodli birikmalarini parchalab olish mumkin:
B₂H₆ → 2B + 3H₂.
Borning +3 oksidlanish darajali birikmalari. Bor galogenlar (BHal₃), kislorod (B₂O₃), oltingugurt (B₂S₃) va boshqa elementlar bilan birikmalarida +3 oksidlanish darajalarini namoyon qiladi.
Bor galogenidlari orasida BF₃ – oddiy sharoitda gaz, BCl₃ va BBr₃ – suyuq, BJ₃ – qattiq moddalar.
BF₃ B₂O₃ ga kalsiy ftoridni H₂SO₄ ishtirokida ta'sir ettirib olinadi:
B₂O₃ + 3CaF₂ + 3H₂SO₄ → 2BF₃ + 2CaSO₄ + 3H₂O.
BCl₃ esa B₂O₃ va uglerod aralashmasiga xlor ta'sir ettirib olinadi:
B₂O₃ + 3C + 3Cl₂ → 2BCl₃ + 3CO.
BF₃ va BCl₃ dan akseptorlik xossasi kuchliligi tufayli organik reaksiyalarda katalizator sifatida foydalaniladi. Bor galogenidlari suvda gidrolizga uchraydi:
BHal₃ + 3HOH → H₃BO₃ + 3HHal.
B₂O₃ – bor(III) oksid bir necha modifikatsiyalarda uchraydi. B₂O₃ kristallarida uchburchak shakldagi BO₃ yoki tetraedr shakldagi BO₄ monomerlaridan iborat. Kristall holdagi bor(III) oksid (t_suyuq=450^oC, t_qayn=2250^oC) H₃BO₃ ni suvsizlantirib olinadi. B₂O₃ kislotali oksid sifatida suv bilan shiddatli reaksiyaga kirishadi.
Bor gidridlari (boranlar) xossalari va olinishi bilan silanlarga o‘xshab ketadi. Odatda boranlar ba'zi boridlarga kislota ta'sir ettirib olinadi:
6MgB₂ + 12HCl → H₂ + B₄H₁₀ + 6MgCl₂ + 8B.
Oddiy sharoitda BH₃ dimerlanib B₂H₆ ga aylanadi. B₂H₆, B₄H₁₀ – gaz moddalar, B₅H₉ va B₆H₁₀ – suyuqligi, B₁₀H₁₄ – qattiq. Ko‘plab boranlar badbo‘y va juda zaharli moddalar. Diboran suvda aktiv gidrolizlanadi:
B₂H₆ + 6H₂O → 2H₃BO₃ + 6H₂.
Boranlar metall gidridlari bilan ta'sirlashib gidridoboratlarni hosil qiladi:
2NaH + B₂H₆ 2Na[BH₄].
Na[BH₄] – ion tuzilishli tuz bo‘lib, suvda yaxshi eriydi. Oddiy sharoitda juda sekin gidrolizlanadi. Gidridoboratlar kuchli qaytaruvchilardir.
Vodorod ortoborati – H₃BO₃ oq kristall modda. Suvda eritilganda ortoborat kislota hosil bo‘ladi. Ortoborat kislota suvda yomon eriydigan bir asosli kislota. H₃BO₃ boshqa kislotalardan farqli ravishda vodorod kationi ajratib emas gidroksid anioni biriktirib kislotalik xossasini namoyon qiladi:
B(OH)₃ + HOH ↔ [B(OH)₄]^– + H⁺, (pK=9,15).
Ortoborat kislotasi qizdirilganda parchalanadi:

Poliborat kislotasi gidratlanib ortoborat kislota hosil qiladi:
Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂B₄O₇,
H₂B₄O₇ + 5H₂O → 4H₃BO₃.
Lekin mo‘l miqdordagi ishqor eritmasida poliboratlar hosil bo‘ladi va kristallogidrat holida ajraladi:
4H₃BO₃ + 2NaOH + 3H₂O → Na₂B₄O₇·10H₂O.
Suvsiz boratlar esa metall oksidlari B₂O₃ yoki H₃BO₃ bilan reaksiyasi yordamida olinadi:
CaO + B₂O₃ → Ca(BO₂)₂.
Borning organik birikmalari orasida B₃N₃H₆ alohida ahamiyatga ega. U oddiy sharoitda rangsiz suyuqlik (t_suyuq=–56^oC, t_qayn=55^oC) bo‘lib, tuzilishi va xossalari bilan benzolga o‘xshaydi. Shuning uchun bu modda "noorganik benzol" deyiladi. Uning tuzilishi quyidagicha:

Noorganik benzol tetragidridoboratlarga ammoniy xlorid ta'sir ettirib olinadi:
3LiBH₄ + 3NH₄Cl → B₃N₃H₆ + 3LiCl + 9H₂.
Alyuminiy
Alyuminiy atomi bor atomidak o‘lcham jihatdan katta va kam ionlanish energiyasiga ega. Alyuminiy uchun borga o‘xshash +3 oksidlanish darajasi xarakterli. Alyuminiyning tabiatda bitta barqaror izotopi ²⁷Al. U Yer qatlamida tarqalishi jihatdan kislorod va kremniydan so‘ng uchinchi o‘rinda (7,45%) turadi va asosan kislorodli birikmalar holida tarqalgan. Alyuminiy olish uchun asosiy xom-ashyo bo‘lib xizmat qiladigan birikmalari boksit (Al₂O₃·nH₂O), kriolit (AlF₃·3NaF) va korund (Al₂O₃) dir. Bundan tashqari alyuminiy alyumosilikatlar holida ham keng tarqalgan. Bularga kaolin (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O), dala shpati (K₂O·Al₂O₃·6SiO₂), nefelin (Na₂O·Al₂O₃·SiO₂) lar misol bo‘ladi.
Alyuminiy oddiy modda holatida och kulrang tusli metall (t_suyuq=660^oC, t_qay≈2500^oC). U yuqori elektr va issiqlik o‘tkazuvchanlik hamda plastiklik xossalariga ega.
Alyuminiy kimyoviy jihatdan yuqori aktivlikka ega bo‘lib, havoda sirti (1·10^-5 mm) oksid qavat bilan qoplanadi. Bu esa alyuminiyga inertlik xossasini beradi va korroziyaga chidamli bo‘lib qoladi. Shuning uchun alyuminiy kislorod bilan yuqori haroratda reaksiyaga kirishadi. Maydalangan kukun holida oksidlanishi osonlashadi. Xona haroratida faqatgina ftor, xlor va brom bilan ta'sirlashadi. Oltingugurt va yod bilan qizdirilganda yoki suv ta'sirida reaksiyaga kirishadi. Yuqori haroratda azot (800^oC) va uglerod (2000^oC) bilan ta'sirlashadi:
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ + 3352 kJ,
2Al + 3Br₂ → 2AlBr₃,
2Al + 3J₂ 2AlJ₃.
Alyuminiyning kislorodga moyilligi uchun ko‘plab metallarni oksidli birikmalaridan qaytaradi (alyuminotermiya). Bunda odatda katta miqdorda energiya ajralib chiqadi va harorat 1200–3000^oC gacha ko‘tariladi. Alyuminotermiya usulida marganes, xrom, vanadiy, volfram, temir qotishmalari olinadi:
3V₂O₅ + 10Al → 6V + 5Al₂O₃,
Cr₂O₃ + 2Al → 2Cr + Al₂O₃.
Alyuminiy kislotalar bilan ham asoslar bilan ham reaksiyaga kirishadi:
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑,
2Al + 2KOH + 6H₂O → 2K[Al(OH)₄] + 3H₂↑.
Agar mexanik usul yoki amalgamalash bilan oksid qavat olib tashlansa, alyuminiy suv bilan ham shiddatli reaksiyaga kirishadi:
2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂↑.
Oksid qavatning mavjudligi uning o‘ta suyultirtilgan va konsentrlangan HNO₃ hamda konsentrlangan H₂SO₄ bilan reaksiyaga kirishishini cheklaydi. Bunday passivlanish evaziga alyuminiy korroziyaga chidamli bo‘lib qoladi. Maxsus oksidlovchilar (kons. HNO₃, K₂Cr₂O₇) yoki anod ta'sirida oksid qavatining qalinligi oshiriladi va bunday alyuminiydan HNO₃ saqlash va tashish uchun maxsus idishlar tayyorlanadi.