boro ides

GRUPO 13- BOROIDES06/04/2012

Tabla peridica moderna

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Metales

MetaloidesNo Metales

1

Grupo 1306/04/2012

BAl

No metalMetal

No se encuentra libre en la naturaleza El metal ms abundante en la corteza terrestre (7,5%) Metal blanco Metal blanco plateado Es importante desde el punto de vista de su toxicidad2

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Ga In Tl

MetalMetal Metal

Grupo 1306/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Boro

Aluminio

Galio

3

Indio

Talio

Propiedades fsicas06/04/2012

Z

Nombre

Smbolo

Peso Punto de Molecular fusin (C) 10,8 26,9 69,7 2030 660 30

Punto de ebullicin (C) 3700 2350 2070

Densidad (g/mL) 2,47 2,70 5,91

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5 13 31

Boro Aluminio Galio

B Al Ga

4981

IndioTalio

InTl

114,8204,4

157304

20501460

7,2911,874

Configuracin electrnica: ns2 np106/04/2012

Ninguno de los elementos muestra la ms mnima tendencia a formar aniones simples.

El estado de oxidacin ms importante del grupo es 3+. Ga, In, Tl pueden existir en el estado de oxidacin +1 por prdida de 2 electrones (efecto par inerte). Para el Ga y el In, el estado de oxidacin +1 es menos importante y estable que el estado de oxidacin +3. Para el Tl, los compuestos del Tl+ se parecen a los compuestos de los metales del grupo 1.5

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Efecto del par inerte (I)Cuando consideremos los iones que pueden formar los elementos del bloque p es necesario tener en cuenta la diferencia de energa de ionizacin entre los e- s y los e- p de la capa de valencia. Los e- p se pierden primero y a medida que descendemos en el grupo el par de e- s se comportan como un par inerte. Ejemplo: El Tl forma Tl+ y Tl3+6QF JOSE AVILA PARCO 06/04/2012

Efecto del par inerte (II)06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Un electrn s puede ser localizado muy cerca del ncleo y puede penetrar los niveles internos.

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Efecto del par inerte (III)06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Un electrn p penetra mucho menos porque los orbitales p poseen un nodo que pasan por el ncleo.

8

06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Efecto del par inerte (IV)

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Boro06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

El boro se obtiene a partir del brax. El brax es la sal hidratada del cido tetrabrico: Na2B4O7.10 H2O.

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COMPUESTOS DEL BORO06/04/2012

Los ms importantes econmicamente

BRAX (Na2B4O7 x 10 H2O) C. BRICO (H3BO3) NITRURO DE BORO (BN) BORAZINA (B3N3H6)

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Otros

ULEXITA (NaCaB5O9 x 8 H2O) TRIXIDO DE BORO (B2O3) DIBORANO (B2H6)11

COMPUESTOS DEL BOROBRAX o BORATO DE SODIOal brah06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Cristal blanco, slido Se disuelve fcilmente en agua, el Brax comercial se deshidrata parcialmente Se origina en lagos estacionarios Se sintetiza a partir de otros compuestos del Boro Comportamiento anftero en disolucin DENSIDAD ||1,73g/cm3 Na2B4O7 x 5 H2O

PM381,37 u

|| P. FUSIN || P. EBULLICIN741 C 1575 C12


BRAX o BORATO DE SODIO

USOSBuffer, por ejemplo: para electroforesis de ADN Aditivo (E 285) Flux (pasta para soldaduras)

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DetergentesCristal, cermicas Insecticidas13

COMPUESTOS DEL BOROCIDO BRICOSlido blanco y cristalinoSe encuentra en zonas volcnicas como Nevada. se prepara a partir de Brax y c. Sulfrico. Soluble en agua hirviendo A altas temperaturas se deshidrata formando: HBO2, y si se deshidrata ms : H2B4O706/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Estructura cristalina : lminas unidas por enlaces de hidrgeno DENSIDAD || PM || P. FUSIN1,435g/cm3 61,832 u 169 C

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cido Brico (H3BO3)06/04/2012

B(OH)3 + H2O

B(OH)4- + H+

Ka = 4 x 10-10Se utiliza en solucin acuosa como antisptico dbil.

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COMPUESTOS DEL BORO

CIDO BRICOUSOS

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Antisptico, antibacteriano Control de reactores nucleares Insecticida, funguicida Conservacin de alimentos Fabricacin de fibras de vidrio Acabado de cuero y pieles Cremas, lociones faciales, dentrficos Pintura a base de ltex

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NITRURO DE BOROSlido blanco Insoluble Obtencin por nitracin del trixido de boro La estructura hexagonal es la

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ms comn (anloga al grafito)

DENSIDAD ||2,18g/cm3

PM24,818 u

|| P. FUSIN2700 C17


NITRURO DE BORO

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USOSNanotubos

Lubricante (a altas y bajas temperaturas)Cosmticos Pinturas

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BORAZINALquido incoloro Compuesto cclico Obtencin por la reaccin de amoniaco con diborano Tiene la misma estructura que el Benceno (isoelctrico) Es un cido de Lewis

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USOS CermicasDENSIDAD ||0,81 g/cm3

PM80,50 u

|| P. FUSIN || P. EBULLICIN-58 C 55 C19

COMPUESTOS DEL BOROULEXITA06/04/2012

Mineral Dureza 2 Se encuentra junto al Brax Se descompone en agua caliente

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Fibra ptica

TRIXIDO DE BOROSlido Se suele encontrar en su forma vtrea

Estructura

USOS para sintetizar otros compuestos del boro, fibras pticas.

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DIBORANOGas incoloro Estructura tetradrica Sntesis a partir de: BCl3 +LiAlH4 o BF3 + NaBH4 Reacciona con agua para formar cido brico e hidrgeno

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USOS Produccin de BoroDENSIDAD ||1,18 g/L

PM27,67 u

|| P. FUSIN || P. EBULLICIN-165 C -92,5 C21

Hidruros del boro06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Diborano (B2H6)

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BORANO06/04/2012

Entre 1912 y 1936 Alfred Stock y sus colaboradores prepararon y caracterizaron qumicamente los siguientes hidruros de boro (boranos):B2H6,B4H10, B5H9,B5H11,B6H10 y B10H14. Con excepcin del diborano (B2H6) que fue preparado por descomposicin trmica de los boranos superiores, fueron preparados por Stock por la accin de un cido sobre el boruro de magnesio, MgB2, obteniendo una mezcla de compuestos voltiles, reactivos y sensibles al aire (algunos se inflaman espontneamente).

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AluminioEs el tercero de los elementos en cuanto a su abundancia (7,5%) y se encuentra repartido en forma de miles de aluminiosilicatos y xidos. Su principal mena es la bauxita (Al2O3 . H2O). A partir de la bauxita se obtiene xido de aluminio anhidro.06/04/2012

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Proceso Hall (1886)nodos de grafito06/04/2012

+ Ctodo de grafito

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Aluminio fundido

Al2O3 disuelto en criolita (Na3AlF6) fundida

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Proceso Hall (II)06/04/2012

nodo (oxidacin): 3 [ 2 O2-

O2(g) + 4 e- ] Al(l) ]

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Ctodo (reduccin): 4 [ Al3+ + 3 eProceso global: 2 Al2O3

4 Al(l) + 3 O2(g)

El oxgeno reacciona con los nodos de carbono para formar CO, que se libera como gas.28

Proceso Hall (II)06/04/2012

4000 kg de bauxita (~ 50% de Al2O3) 1900 kg de Al2O3

70 kg de criolita 450 kg de nodos de C

Celda electroltica

56 x 109 J de energa (4,5 V, 105 A)

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1000 kg de Al

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Carcter anftero del aluminio06/04/2012

Reaccin con cidos:

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2 Al + 6 HCl

2 AlCl3 + 3 H2

Reaccin con base fuerte:

Al + NaOH + 3 H2O

NaAl(OH)4 + 3/2 H230

xido de aluminio (almina)06/04/2012

Existen diferentes tipos de almina: Almina (corindn): muy duro y resistente. Almina : menos densa y ms reactiva. Se utiliza en cromatografa. Reaccin con cidos: Al2O3(s) + 6 H3O+(ac) + 3 H2O(l) Reaccin con bases: 2 Al(H2O)63+(ac)

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Al2O3(s) + 2 OH-(ac) + 3 H2O(l)

2 Al[H2O]4-(ac)31

Formas impuras de almina 06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Rub (Cr3+)

Zafiro (Fe3+ y Ti4+)

Topacio (Fe3+) 32

Formacin del xido de aluminio06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

El aluminio reacciona rpidamente con el oxgeno del aire:

4 Al(s) + 3 O2(g)

2 Al2O3(s)

Una pelcula de este xido queda adherida a la superficie del metal. Este proceso se denomina pasivacin.

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Carcter cido del catin Al3+06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Al(H2O)63+ + H2O

Al(H2O)5(OH)2+ + H+Ka = 1 x 10-5

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Carcter cido del catin Al3+06/04/2012

Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H2O Al(OH)2+ + H2OEn presencia de una base fuerte:

Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)3 + H+

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Al3+ + 3 OHAl3+ +3

Al(OH)3 + OHOHAl(OH)3

Al(OH)435

En presencia de una base dbil:

Carcter anftero del hidrxido de aluminioReaccin con cidos:06/04/2012

Al(OH)3(s) + 3 H+(ac)Reaccin con bases: Al(OH) (s) + OH-(ac)3

Al3+(ac) + 3 H2O(l) Al(OH)4-(ac)

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El hidrxido de aluminio (imagen) se utiliza como anticido estomacal.36

Formacin del sulfato de aluminio06/04/2012

El xido de aluminio puede reaccionar con el cido sulfrico para formar sulfato de aluminio:

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Al2O3(s) + 3 H2SO4(ac)

Al2(SO4)3(ac) + 3 H2O(l)

El sulfato de aluminio se conoce con el nombre de alumbre.El alumbre se utiliza en la industria del papel para coagular las fibras de celulosa.

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XIDO DE ALUMINIO O ALMINA, (Al2O3).

Estructura cristalinaLos cristales de xido de aluminio son normalmente hexagonales y de tamao muy fino(nm).. El xido de aluminio cristalino y en forma mineral se llama corindn y se utiliza principalmente como abrasivo. El corindn transparente se llama rub cuando es rojo (asociado con hierro) y zafiro (asociado con titanio) cuando es azul, utilizndose en joyera y en los emisores de rayos lser.06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Propiedadesdensidad: 3,9 g/cm dureza Vickers: 1500-1650 kgf mm mdulo de elasticidad: 300-400 GPa

Proceso de produccin (por proceso Bayer).Este es el proceso que emplea la industria para producir almina, la cual es imprescindible para la produccin de aluminio, El proceso se resume en: 1.La bauxita es lavada, pulverizada y disuelta en sosa custica (hidrxido de sodio) a alta presin y temperatura para obtener aluminato de sodio. 2.Eliminacin de los residuos de bauxita que contienen titanio, hierro y silicio y que se depositan en el fondo del tanque. 3.Precipitacin de partculas de almina pura a partir de la solucin de aluminato de 38 sodio. 4.Cristalizacin de las partculas de almina y obtencin final de almina pura.

XIDO DE ALUMINIO O ALMINA, (Al2O3). AplicacionesMateria prima bsica para la produccin del aluminio.Aislante trmico para la parte superior de las cubas electrolticas. Revestimiento de proteccin para evitar la oxidacin de los nodos de carbono.06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Absorcin de las emisiones provenientes de las cubas.Tambin es utilizada para el secado del aire comprimido ya que tiene la propiedad de adsorber el agua. En el rea sanitaria de las prtesis dentales, se utiliza como base de la estructura de coronas y puentes proporcionando gran dureza y resistencia, ligereza y translucidez. El corindn se usa en joyera y adems es un agente abrasivo de gran efectividad.

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SULFATO DE ALUMINIO [Al2(SO4)3]El sulfato de aluminio es una sal de frmula Al2(SO4)3, es slido y blanco. Es ampliamente usada en la industria, comnmente como floculante en la purificacin de agua potable y en la industria del papel. Obtencin El sulfato de aluminio puede obtenerse disolviendo hidrxido de aluminio en cido sulfrico: 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 + 10 H2O Al2(SO4)316 H2O Propiedad floculante Cuando el pH del agua es alto (mayor de 7), el aluminio precipita arrastrando las partculas en suspensin, dejando el agua transparente. Esta propiedad es comnmente usada en piscinas y para tratamiento de aguas industriales. Aplicaciones Es empleado en la purificacin de aguas y como fijador de pigmentos en textiles. Tambin se emplea como antitranspirante y adems, a partir del 2005 lo reconoci como absorbente de la humedad. Aunque se est considerando una relacin entre el aluminio y el Alzheimer

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HIDRXIDO DE ALUMINIO [Al(OH)3]

Es la forma ms estable de aluminio en condiciones normales.

06/04/2012

En la naturaleza se encuentra como mineral de gibsita.Es uno de los principales componentes, junto con el oxido de aluminio [Al2O3] y el hidrxido de xido de aluminio [AlO(OH)] del mineral o mena de aluminio, la bauxita.

Reacciones El hidrxido de aluminio es anfotrico. En condiciones fuertemente cidas, se forma Al(OH)2+ y en condiciones fuertemente bsicas, se forma Al(OH)4-. Las sales del anin Al(OH)4- o similar, por ejemplo AlO2-, a veces son llamadas aluminatos. Cuando es usado, el hidrxido de aluminio neutraliza el exceso del cido. Por ejemplo, Al(OH)3 + 3HCl da como resultado AlCl3 + 3H2O.41

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HIDRXIDO DE ALUMINIO [Al(OH)3] Farmacologa06/04/2012

Farmacolgicamente conocido como un anticido. Tambin sirve para eliminar la sudoracin. Esta disminucin de la acidez del contenido del estmago a continuacin puede ayudar a aliviar los sntomas de lceras, pirosis o dispepsia. Tambin puede causar estreimiento y por lo tanto a menudo se usa con carbonato de magnesio.

Para la gente sufriendo de insuficiencia renal, este compuesto tambin es usado como quelante de fosfato para controlar los niveles de fosfato en la sangre. Sin embargo, hay afirmaciones no verificadas de que el consumo excesivo de aluminio es una causa de la enfermedad de Alzheimer.

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Galio, indio, talio06/04/2012 QF JOSE AVILA PARCO

Galio

Indio

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Talio

Propiedades qumicasReactivoOxgeno Nitrgeno Halgeno (X2)

Reaccin con el elemento (E) del grupo 134 E (s) + 3 O2 (g) 2 E2O3 (s) 2 E (s) + N2 (g) 2 EN (s), E = B, Al 2 B (s) + 3 X2 (g, l, s) 2 BX3 (g) 2 E (s) + 3 X2 (g, l, s) E2X6 (s) E = Al, Ga, In 2 Tl (s) + X2 (g, l, s) 2 TlX (s) 2 Tl (s) + 2 H2O (l) 2 TlOH (ac) + H2 (g) 2 E (s) + 6 H3O+ (ac) E3+ (ac) + 6 H2O (l) + 3 H2 (g), E = Al, Ga, Tl


Agua cido

Base

2 E (s) + 6 H2O (l) + 2 OH- (ac) E(OH)42- (ac) + 3 H2(g), 44 E = Al, Ga

boro ides

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