Najznaajnije osobine i jedinjenja elemenata trinaeste grupe periodnog

Najznačajnije osobine i jedinjenja elemenata trinaeste grupe periodnog sistema elemenata ns 2 np 1 U trinaestu grupu periodnog sistema elemenata spadaju elementi: bor (5 B), aluminijum(13 Al), galijum (31 Ga), indijum(49 In) talijum (81 Tl).

Nalaženje u prirodi Bor se u prirodi nalazi u obliku v jedinjenja - BORAKS Na 2[B 4 O 5(OH)4]. 8 H 2 O - KERNIT Na 2 B 4 O 7. 7 H 2 O v Aluminijum spada u litofilne elemente i najrasprostranjeniji je metal u litosferi (7, 68 %mas. ) Aluminijum se u najvećoj količini u obliku gline, laporaca, ilovače, kaolina i ortoklasa v

Najrasprostranjeniji alumosilikati su iz grupe feldspata v ortoklas-K(Al. Si 3 O 8) v albit Na(Al. Si 3 O 8) v anortit- Ca(Al 2 Si 2 O 8)

Manje količine aluminijuma su u obliku oksida i hidroksida: v boksita-Al 2 O 3. n. H 2 O, v korunda-Al 2 O 3, v džipsita-Al(OH)3, džipsit

boksit korund

v beril-Be 3 Al 2(Si 6 O 18) SMARAGD

lazurit tirkiz rubin safir

Osobine elemenata v v v Bor je metaloid dok su ostali metali Bor gradi čvrste atomske kristalne rešetke sa kovalentnim vezama, a ostali metalne kristalne rešetke Bor ima više T. T. i T. K. od ostalih elemenata i znatno je tvrđi Ementi 13. grupe su mekši u odnosu na ostale metale osim metala prve i druge grupe Svi osim bora su dobri provodnici toplote i elektriciteta

Svi osim bora su srebrne boje i metalnog sjaja v Bor i aluminijum su male gustine dok sa porastom rednog broja raste gustina (Al je lak metal) v Imaju nižu prvu energiju jonizacije od druge grupe v Iako imaju veliku energiju jonizacije svi osim B mogu da grade stabilne 3+ jone v U jedinjenjima im je oksidacioni broj +3 v Svi osim bora mogu da grade jonske i kovalentne veze što zavisi od razlike elektonegativnosti v Talijum može da gradi stabilna jedinjenja sa oksidacionim brojem +1 v

Mogu da se jedine sa većinom nemetala međutim za reakcije je potrebna povišena temperatura v B gradi stabilne hidride dok svi grade stabilne okside i halogenide B+ H 2→ BH 3 (B 2 H 6) B+ O 2 → B 2 O 3 B+ Cl 2 → BCl 3 4 Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3 sagoreva izuzetno blještavim plamenom uz oslobađanje velike količine toplote v Al je postojan na vazduhu zbog pasivizacije aluminijum(III)-oksida (Al 2 O 3) koja ga štiti od dalje oksidacije i čini inertni v

v U svojim jedinjenima aluminijum ima oksidaciona stanja +1 i +3 pri čemu su jedinjena sa oksidacionim stanjem +3 stabilnija. v Hemijska veza u jedinjenima aluminijuma nije čisto jonska već u izvesnom udelu je kovalentna a postoje i jedinjenja u kojima je prisutna isključivo kovalentna veza. v Energije jonizacije od I-III iznose: 5, 99; 18, 83 i 28, 85 e. V koeficijent elektronegativnosti je 1, 5

v Indirektnim putem daje jedinjenja sa vodonikom – hidride koji su polimerna jedinjenja sastava (Al. H 3)n. v Reaguje sa fluorom, hlorom i bromom , na sobnoj temperaturi, a sa jodom na povišenoj (ili u prisustvu katalizatora) v U trihalogenidima (Al. X 3) je prisutna kovalentna veza osim u trifluoridu gde je jonska veza: v Aluminijum (III)-fluorid je supstanca visoke temperature topljenja i nerastvorna u vodi.

Sa sumporom , na povišenoj temperaturi nastaje aluminijum(III)-sulfid (Al 2 S 3) koji u vodi hidrolizuje. Al 2 S 3+6 H 2 O→ 2 Al(OH)3+3 H 2 S v Pored sulfida aluminijum gradi nitride (Al. N), fosfide (Al. P) i druga jedinjenja sa nemetalima. v Ako se sa površine aluminijuma ukloni oksidna opna on reaguje sa vodom i razblaženom hlorovodoničnom kiselinom: 2 Al+ 6 H 2 O→ 2 Al(OH)3+3 H 2 2 Al+6 HCl → 2 Al. Cl 3 +3 H 2 v

U vrlo koncentrovanim i vrlo razblaženim rastvorima sumporne i azotne kiseline aluminijum se ne rastvara jer se na površini stvora sloj kompaktnog oksida - Al 2 O 3 v U rastvorima navedenih kiselina srednje koncentracije aluminijum se rastvara i nastaju Al 2(SO 4)3 i Al(NO 3)3. v Aluminijum se rastvara u rastvoru Na. OH pri čemu nastaje u vodi rastvorno, bezbojno, kompleksno jedinjenje aluminijumanatrijum-heksahidroksoaluminat(III): 2 Al+6 Na. OH+6 H 2 O→ 2 Na 3/Al(OH)6/+3 H 2. v ili natrijum-tetrahidroksoaluminat(III) v 2 Al+2 Na. OH+6 H 2 O→ 2 Na/Al(OH)4/+3 H 2. v

Aluminijum gradi kompleksna jedinjenja sa koordinacionim brojevima 4 i 6 koja sadrže sledeće kompleksne jone /Al(H 2 O)3/3+ /Al. F 6/3 /Al(OH)6/3 - , /Al. Cl 4/- , / Al. Br 4/.

Oksidi bora i aluminijuma B 2 O 3 + H 2 O → HBO 2 metaborna kiselina B 2 O 3 + H 2 O → H 3 BO 3 ortoborna kiselina B 2 O 3 + H 2 O → H 2 B 4 O 7 tetraborna kiselina Aluminijum(III)-oksid postoji u amorfnom i u kristalnom obliku: od dve kristalne modifikacije (α i γ) v α predstavlja stabilnu modifikaciju ovog oksida koja se kao mineral korund javlja u prirodi. v Po svojim hemijskim osobinama aluminijum(III)-oksid je amfoternih karakteristika. v Al 2 O 3 + H 2 O → Al 2 O 3 + H 2 O + Na. OH → 2 Na[Al(OH)4] Al 2 O 3 + 6 HCl → 2 Al. Cl 3 +3 H 2 O

Aluminijum(III)-hidroksid se dobija indirektnim putem Al. Cl 3 + 3 Na. OH Al(OH)3↓ + 3 Na. Cl v nerastvoran u vodi i amfoternih je osobina v Kristalni oblik ovog hidroksida se kao mineral džipsit javlja u prirodi. v Njegovim zagrevanjem (200 ◦C) dešava se reakcija: Al(OH)3 → H 2 O+ Al. OOH pri kojoj nastaje aluminijum(III)-oksihidroksid koji se nalazi u prirodi.

v Gradi i dvojne soli –stipse čiji je sastav: v Na. Al(SO 4)2. 12 H 2 O i KAl (SO 4)2. 12 H 2 O. v Većina soli aluminijuma (hloridi, nitrati, sulfati, hlorati ) su dobro rastvorne u vodi a nerastvorni su silikati, fosfati i fluoridi

Dobijanje aluminijuma Osnovna ruda iz koje se procesom prerade dobija je boksit Faze u procesu proizvodnje v mlevenje v rastvaranje u natrijum hidroksidu u autoklavima pri čemu se dobija baza natrijum aluminat, v dobijanje bistre baze i oslobađanje od jalovine, v dobijanje i topljenje hemijski skoro čiste glinice (Al 2 O 3) sa kriolitom, v elektroliza rastopa sa izdvajanjem metalnog aluminijuma u tečnom stanju.

Fabrika boksita Milići

Dobijanje Al iz boksita

v Tečni aluminijum se presipa u grafitne lonce i lije. v Ovako dobijeni aluminij se naziva topionički ili tehnički aluminijum čistoće 99%-99, 8%. v Aluminijum visoke čistoće 99, 99% se dobija elektrolitičkom rafinacijom , a koristi se za zaštitu i izradu delova koji su izloženi koroziji.

OD BOKSITA DO GLINICE Al 2 O 3. n. H 2 O + Na. OH → Na[Al(OH)4] + n. H 2 O Na[Al(OH)4] → Na. OH + Al(OH)3 Žarenjem 2 Al(OH)3 → Al 2 O 3 + 3 H 2 O glinica

ELEKTROLIZOM GLINICE u kriolitu dobija se Al K: 2 Al 3+ +6 e- 2 Al A: 3 O 2 - O 2 + 6 e- Grafitna anoda Smeša Katoda Fe Grafitna obloga istopljen Al

Aluminotermija