Глава 11. Элементы группы IIIA

Изучив материал этой главы, студенты должны:

• Знать особенности строения атомов элементов группы IIIA, валентность атомов, получение и свойства простых веществ бора и алюминия и важнейших типов их соединений, биологическое значение элементов группы.

• Уметь охарактеризовать свойства бора и алюминия как химических элементов и как простых веществ, составлять характерные для бора и алюминия химические реакции и производить расчеты по ним.

§ 11.1. ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ

Третья группа таблицы Менделеева состоит преимущественно из элементов металлов. Неметаллом является только первый элемент группы - бор (B). Последующие элементы группы - алюминий (A1), галлий (Ga), индий (In) и таллий (T1) относятся к металлам. Усиление металличности по сравнению с элементами группы IVA связано с уменьшением числа валентных электронов до трех.

Характерной особенностью электронного строения атомов этой группы является дефицит электронов: имеющихся трех валентных электронов недостаточно для заселения четырех валентных орбиталей внешних ns- и np-подуровней.

Атом бора имеет валентные орбитали 3s и 3р, т.е. в сумме 4 орбитали. У остальных элементов к ним добавляются орбитали внешнего d-подуровня. Это видно на примере электронных структур бора и алюминия:

За счет свободных валентных орбиталей все элементы группы проявляют акцепторные свойства и образуют комплексные соединения.

Элементы группы IIIA, кроме таллия, образуют устойчивые химические соединения в трехвалентном состоянии. В соединениях с неметаллами, включая водород, они имеют степень окисления +3. Электроотрицательность бора - 2,0, алюминия - 1,6. Таллий, как и стоящие справа от него в таблице Менделеева свинец и висмут, в своей высшей степени окисления (+3) проявляет окислительные свойства и в реакциях с восстановителями переходит в степень окисления +1.