• I. Введение
• II. Общая характеристика, краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации
• III. Сравнение химических свойств простых веществ
• IV. Борная кислота, ее производные
• V. Свойства галогенидов алюминия и гидрида алюминия
• VII. Медико-биологическое значение элементов IIIA-группы
• VIII. Токсичность таллия
• IX. Заключение
• Список литературы

I. Введение

Химический элемент с порядковым номером 5 был открыт открыт в 1808 г двумя французскими учеными Жозефом Гей-Люссаком и Луи Тенаром, которые обезводили борную кислоту, и на образовавшийся оксид подействовали калием. А Анри Муассан - химик второй половины XIX в. в 1892 г. предложил магниетермический способ получения бора по реакции: В₂О₃ + 3Mg - -> 3MgO + 2В. В ней содержание бора достигало 90%. В России в начале XIX века (1810.1815 гг.) этот элемент называли бурием и буротвором. В 1815 г. известный химик В.М. Севергин ввел в русскую научную литературу нынешнее имя элемента №5-бор.

2. Алюминий

Первые попытки получить алюминий только в середине XIX века. Попытка предпринятая датским учёным Х.К. Эрстедом увенчалась успехом. Для получения он использовал амальгированный калий в качестве восстановителя алюминия из оксида. Но что за металл был получен тогда, выяснить так и не удалось. Через некоторое время, через два года, алюминий был получен немецким ученым-химиком Велером, который получил алюминий, используя нагревание безводного хлорида алюминия с металлическим калием.

Алюминий был очень дорогим металлом, и вплоть до начала XX века, его стоимость была выше стоимости золота. Поэтому многие-многие годы алюминий использовался как музейный экспонат.

В 1886 году химиком Ч.М. Холлом был предложен способ, который позволил получать металл в больших количествах. Проводя исследования, он в расплаве криолита AlF3nNaF растворил оксид алюминия. Полученную смесь поместил в гранитный сосуд и пропустил через расплав постоянный электрический ток. Он был очень удивлен, когда через некоторое время на дне сосуда он обнаружил бляшки чистого алюминия. Этот способ и в настоящее время является основным для производства алюминия в промышленных масштабах.

3. Галлий

Первооткрывателем галлия является француз П. Лекок де Буабодран. Это произошло 27 августа 1875 года. Он был назван галлием, в честь Франции, которая в древности называлась Галлия. При проведении опытов и исследований свойств галлия, Лекок де Буабодран получал поразительные по точности предсказанные Менделеевым свойства галлия (экаалюминия). Галлий оказался очень легкоплавким металлом, температура плавления составляла около 30°С, т е плавился при прикосновении человеком к нему.

4. Индий

Индий был обнаружен немецкими учеными Ф. Рейхом и И. Рихтером. Произошло это в 1863 году. Ученые проявили интерес к уже открытому химическому элементу-таллию. Они решали проблему получения металла.

В первых публикация об открытии индия, под статьями стояли фамилии обоих ученых, но впоследствии Ф. Рейх просил считать первооткрывателем И. Рихтера, так как он сам просто-напросто не мог бы его обнаружить из-за своей болезни. Ими было получено некоторое количество индия. Соединения индия в пламени горелки окрашивались в в ярко сине-фиолетовый цвет. Атомная масса индия была неправильно определена. Д.И. Менделеев для этого химического элемента не нашел места в периодической системе и предложил массу увеличить в полтора раза. Впоследствии выяснилось, что Д.И. Менделеев прав. Таким образом, индий нашел свое место в периодической системе в третьей группе.

5. Таллий

Данный элемент открыл английский ученый Крукс с помощью спектроскопа. Почти одновременно с ним новый элемент открыл французский химик Лами. Характерно, что открытие было сделано тем же путем (спектроскопически) и на том же материале (камерный шламм сернокислотного производства в Лоосе). Лами получил 14 г металлического таллия и подробно описал его свойства, но его сообщение опоздало на несколько месяцев и приоритет открытия остался за Круксом.

III. Сравнение химических свойств простых веществ

· Бор

По многим физическим и химическим свойствам неметалл бор напоминает кремний.

Химически бор довольно инертен и при комнатной температуре взаимодействует только со фтором:

При нагревании бор реагирует с другими галогенами с образованием тригалогенидов, с азотом образует нитрид бора BN, с фосфором - фосфид BP, с углеродом - карбиды различного состава (B₄C, B₁₂C₃, B₁₃C₂). При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты, образуется оксид B₂O₃:

С водородом бор напрямую не взаимодействует, хотя известно довольно большое число бороводородов (боранов) различного состава, получаемых при обработке боридов щелочных или щелочноземельных металлов кислотой:

При сильном нагревании бор проявляет восстановительные свойства. Он способен, например, восстановить кремний или фосфор из их оксидов:

Данное свойство бора можно объяснить очень высокой прочностью химических связей в оксиде бора B₂O₃.

При отсутствии окислителей бор устойчив к действию растворов щелочей. В горячей азотной, серной кислотах и в царской водке бор растворяется с образованием борной кислоты H₃BO₃.

· Алюминий

При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H₂O (t°), O₂, HNO₃ (без нагревания). Однако при разрушении оксидной плёнки алюминий выступает как активный металл-восстановитель. Не допустить образования оксидной плёнки можно, добавляя к алюминию такие металлы, как галлий, индий или олово. При этом поверхность алюминия смачивают легкоплавкие эвтектики на основе этих металлов.

Легко реагирует с простыми веществами:

1. с кислородом, образуя оксид алюминия:

2. с галогенами (кроме фтора), образуя хлорид, бромид или иодид алюминия:

3. с другими неметаллами реагирует при нагревании:

· со фтором, образуя фторид алюминия:

· с серой, образуя сульфид алюминия:

· с азотом, образуя нитрид алюминия:

· с углеродом, образуя карбид алюминия:

4. Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:

,

5. Со сложными веществами:

· с водой (после удаления защитной оксидной плёнки, например, амальгамированием или растворами горячей щёлочи):

· со щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов):

· легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

· При нагревании растворяется в кислотах - окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

· восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

o Галлий

Химические свойства галлия близки к свойствам алюминия, но реакции металлического галлия, как правило, идут гораздо медленнее из-за меньшей химической активности.

Оксидная плёнка, образующаяся на поверхности металла на воздухе, предохраняет галлий от дальнейшего окисления.

1. Галлий медленно реагирует с горячей водой:

2. При реакции с перегретым паром (350°C) образуется соединение GaOOH (гидрат оксида галлия или метагаллиевая кислота):

3. Галлий взаимодействует с минеральными кислотами с выделением водорода и образованием солей:

4. Галлий реагирует с галогенами: реакция с хлором и бромом идёт при комнатной температуре, с фтором - уже при ?35°C (около 20°C - с воспламенением), взаимодействие с йодом начинается при нагревании.

5. При высоких температурах нагреванием в запаянной камере можно получить неустойчивые галогениды галлия (I) - GaCl, GaBr, GaI:

6. Галлий не взаимодействует с водородом, углеродом, азотом, кремнием и бором.

7. С большинством металлов галлий образует галлиды, исключением являются висмут, а также металлы подгрупп цинка, скандия, титана.

8. Галлий образует гидридогаллаты:

o Индий и таллий

В виде простых веществ индий и таллий - легкоплавкие серебристо-белые металлы. Индий в отличие от других блестящих металлов наиболее равномерно отражает световые волны всех длин и поэтому применяется для изготовления зеркал.

Подобно В и А1 галлий и индий с р-элементами V группы образуют соединения типа А В (где А - р-элемент П1 группы, В - р-эле-мент V группы). Эти соединения изоэлектронны соответствующим простымвеществам р-элементов IV группы. В большинстве соединений типа А В атомы находятся в состоянии 5р - гибридизации, т.е. в тетраэдрической координации друг относительно друга.

IV. Борная кислота, ее производные