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Apresentação elementos do bloco 13 química Inorgânica

1. UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA-UESB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS-DCT DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA I DOCENTE: NÁDIA MACHADO DE ARAGÃO ELEMENTOS DO GRUPO 13 DISCENTES: ANGELO CABRAL, GABRIEL FREITAS, GIOVANA AIMÊ, LUMA VITÓRIA E RAQUEL SAMPAIO

2. SUMÁRIO Introdução…………………………………………………………………………..1 Ocorrência, obtenção e usos dos elementos do grupo 13……………………9 Estados de oxidação estável (+3) e (+1). “o efeito do par inerte”..................14 Propriedades físicas………………………………………………………………16 Reações químicas…………………………………………………………………20 Alúmens………………………………………………………………….…………21 Composição do cimento………………………………………………………….23 Diferença do boro e os demais elementos do grupo………………………….25 Ligações por ponte de hidrogênio na estrutura do diborano(B 2 H 6 )...............26 Ligações por ponte de halogênios (BF 3 ) e (AlCl 3 ).........................................27 Referências bibliográficas………………………………………………………..28

3. INTRODUÇÃO PROPRIEDADES GERAIS 1

4. PROPRIEDADES GERAIS Tamanho dos átomos e íons • Energia de ionizaçã o 2

5. PROPRIEDADES GERAIS Boro - Massa atômica: 11 - Número atômico: 5 - 2° período da Tabela Periódica - Configuração eletrônica: 1s 2 2s 2 2p 1 - Um não-metal 3

6. PROPRIEDADES GERAIS Alumínio - Massa atômica: 27 - Número atômico: 13 - 3° período da Tabela Periódica - Configuração eletrônica: [Ne]3s 2 3p 1 - Terceiro elemento mais abundante da crosta terrestre 4 4

7. PROPRIEDADES GERAIS Gálio - Massa atômica: 70 - Número atômico: 31 - 4° período da Tabela Periódica - Configuração eletrônica: [Ar]4s 10 3d 10 4p 1 - Duas vezes mais abundante que o boro 5

8. PROPRIEDADES GERAIS Índio - Massa atômica: 114,818 - Número atômico: 49 - 5° período da Tabela Periódica - Configuração eletrônica: [Kr]5s 2 4d 10 5p 1 6

9. PROPRIEDADES GERAIS Tálio - Massa atômica: 204,383 - Número atômico: 81 - 6° período da Tabela Periódica - Configuração eletrônica: [Hg] 6p 1 7

10. PROPRIEDADES GERAIS Nihônio ou Nehônio - Massa atômica: 286 - Número atômico: 113 - 7° período da Tabela Periódica - Configuração eletrônica: [Cn] 7p 1 8

11. ABUNDÂNCIA DOS ELEMENTOS DO GRUPO 13 Grande variação de abundância nas rochas da crosta terrestre, nos oceanos e na atmosfera. O alumínio é muito abundante. O Boro é um elemento raro, mas é bem conhecido. O Gálio é 2x mais abundante que o Boro. O Índio e o Tálio são os menos abundantes do grupo. A ordem decrescente de abundância ficaria dessa forma: Al > Ga > B > Tl > In 9

12. OCORRÊNCIA E OBTENÇÃO BORO Bórax: Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 . 8H 2 O Quernita: Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 . 2H 2 O Neste processo o Boro obtido é impuro: Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ] . 8H 2 O → H 3 BO 3 → B 2 O 3 → 2B + 3MgO Obtenção do Boro puro: 2BCl 3(g) + 3H 2(g) → 2B (s) + 6HCl (g) 10

13. OCORRÊNCIA E OBTENÇÃO Alumínio. Bauxita (minério): mistura complexa de hidróxido de alumínio hidratado e óxido de alumínio. Obtido pelo Processo de Hall-Héroult Gálio. Óxido de Gálio: obtido a partir da impureza da bauxita, sendo um subproduto do alumínio. 11

14. OCORRÊNCIA E OBTENÇÃO Índio e Tálio Ocorrem em pequenas quantidade em sulfetos de chumbo e zinco. É obtido através dos óxidos de zinco e chumbo, sendo obtidos através da eletrólise. Índio Tálio Curiosidade do Tálio 12

15. USO DOS SEUS ELEMENTOS 13

16. ESTADOS DE OXIDAÇÃO ESTÁVEL (+3) E (+1) “Os efeitos do par inerte” “ O estado de oxida ção é uma medida da carga elétrica relativa de um átomo em um composto. Ela que indica a quantidade de elétrons que um átomo pode ganhar ou perder ao formar um composto. “ 14

17. -Os Elementos desse grupo apresentam três elétrons no nível mais externo. Com excessão do Tl, eles normalmente utiliza esses três elétrons para formar três ligações, levando os ao estado de oxidação (+III). - O efeito do par inerte não é a explicação das razões que levam ao aparecimento de compostos monovalentes dos elementos do Grupo 13. Ele simplesmente descreve o que acontece, indica o fato de dois elétrons não participarem de ligações. O motivo de não participarem de ligações é de natureza energética. ESTADOS DE OXIDAÇÃO ESTÁVEL (+3) E (+1) “Os efeitos do par inerte” 15

18. RAIOS IÔNICOS E COVALENTES -O Boro forma ligações covalentes devido ao seu tamanho atômico e alta eletronegatividade -O Alumínio forma ligações metálicas, ou seja, possui tendência em doar/ceder elétrons -O Gálio pode formar ligações covalente quando colocado com elementos com eletronegatividade parecida, e ligações iônicas com elementos com diferença significativa na eletronegatividade -O Índio possui tendência covalente quando combinado com elementos com menor eletronegatividade O Tálio tem uma tendência a formar compostos mais iônicos. Mas ainda pode exibir características covalentes em alguns casos. 16 PROPRIEDADES FÍSICAS

19. ELETRONEGATIVIDADE A eletronegatividade cresce de baixo para cima e da esquerda para a direita. 17 PROPRIEDADES FÍSICAS

20. CARÁTER METÁLICO E NÃO METÁLICO Boro (B): Possui caráter metálico moderado, mas é geralmente considerado um metaloide devido às suas propriedades semimetálicas. Alumínio (Al): É um metal, exibindo características metálicas típicas, como condutividade elétrica. Gálio (Ga): Também é um metal, compartilhando características metálicas. Índio (In): Exibe propriedades metálicas, mas em menor grau quando comparado a metais mais típicos. Tálio (Tl): Demonstrando características metálicas, mas com algumas propriedades incomuns, como uma baixa condutividade elétrica em estado sólido. PROPRIEDADES FÍSICAS 18

21. PROPRIEDADES FÍSICAS ELEMENTO PONTO DE FUSÃO (°C) PONTO DE EBULIÇÃO (°C) B 2180 3650 Al 660 2467 Ga 30 2403 In 157 2080 Tl 303 1457 Nh 427 1127 PONTOS DE FUSÃO E EBULIÇÃO 19

22. REAÇÕES QUÍMICAS ( Oxigênio, nitrogênio, halogênios, ácidos minerais diluídos, NaOH e amônia) Reações com Oxigênio: Reações com Nitrogênio: 2B + 3O 2 ​ → 2B 2 ​O 3 ​ 2Al + N 2 ​→ 2AlN Reações com Halogênios: Reações com Ácidos: 2Al + 3Cl 2 ​ → 2AlCl 3 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 ​+ 3H 2 ​ Reações com Minerais Diluídos: Reações com NaOH: 2Al + 6H 2 ​O → 2Al(OH) 3 ​ + 3H 2 2Al+2NaOH+6H 2 ​O→2Na[Al(OH) 4 ​]+3H 2 Reações com Amônia: AlCl 3 ​ + 6NH 3 ​→ [Al(NH 3 ​) 6 ​]Cl 3 ​. 20

23. ALÚMENS O que são alúmens? Os sais duplos hidratados, contém um cátion monovalente, um cátion trivalente e um ânion. A fórmula geral é representada como M + M 3+ (SO 4 ) 2 . xH 2 O. 21

24. ALÚMENS Alúmen de potássio É um sal duplo que cristaliza em octaedros regulares, com bordas planas, e é muito solúvel em água. É usado em purificação de água, no curtimento de couros, em desodorante e nos cuidados pós-barba, por ser um adstringente e hemostático tópico. 22

25. COMPOSIÇÃO DO CIMENTO O cimento é principalmente composto por três elementos principais: calcário, argila e gesso. O calcário fornece o carbonato de cálcio, a argila fornece o silicato de alumínio e o gesso ajuda na regulação do tempo de endurecimento. 23

26. COMPOSIÇÃO DO CIMENTO REAÇÃO QUÍMICA 2Ca(CO 3 ) + SiO 2 + Al 2 O 3 → CaSiO 3(s) + Ca(AlO 2 ) 2(s) + 2CO 2(g) Carbonato Sílica Óxido de de cálcio ( argila ) alumínio Silicato Aluminato Dióxido de cálcio de cálcio de carbono 24

27. DIFERENÇA DO BORO E OS DEMAIS ELEMENTOS Rela ção diagonal com o silício; B 2 O 3 é óxido ácido como o SiO 2 , já o Al 2 O 3 é anfótero; H 3 BO 3 ou B(OH) 3 é um ácido, enquanto Al(OH) 3 é anfótero; Íons borato e silicatos simples podem polimerizar-se, formando isopoliàcidos, enquanto o alumínio não forma compostos análogos; Os hidretos de B e o SiH 4 são gasosos, hidrolisam-se prontamente e inflamam facilmente, em contraste, o hidreto de alumínio é um sólido polimérico (AlH 3 ) n ; Com exceção do BF 3 , os haletos de B e Si se hidrolisam rápida e vigorosamente. Enquanto os haletos de alumínio se hidrolisam parcialmente, quando tratados com água. Fonte: Imagens Google 25

28. LIGAÇÕES POR PONTE DE HIDROGÊNIO NA ESTRUTURA DO DIBORANO (B 2 H 6 ) Hibridização do tipo sp ²; Molécula trigonal planar; Elétrons da ligação B---H são compartilhados pelo orbital p vazio de outra molécula. Fonte: Imagens Google Fonte: Imagens Google Fonte: Imagens Google 26

29. Ligações por pontes de halogênios AlCl 3 e dímero Al 2 Cl 6 ( BF 3 ( Trifluoreto de boro ): Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos de Valência 27

30. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ATKINS, P., Jones, L., Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 3 ed.,Porto Alegre: Bookman, 2006. Lee, J. D., Química Inorgânica Não Tão Concisa/ J. D. Lee; tradução da 5 ed. Inglesa: Henrique E. Toma, Koiti Araki, Reginaldo C. Rocha –São Paulo: Bluucher, 1999 28

31. OBRIGADO(A) PELA ATENÇÃO !