Química Inorgànica

5- Grup 13: Estudi general del grup. Estat natural i obtenció del bor i de l'alumini. Principals compostos: òxids, halurs i borats. Hidrurs: diborà. Compostos deficients d’electrons.

Propietatsdels elements del grup 13

ESTRUCTURA DEL BOR

ICOSAEDRES B12

BÒRAX: Na2B4O7·10H2O (Na2[B4O5(OH)4]·8H2O

Borax, també conegut com borat de sodi, tetraborat de sodi o tetraborat de disodi.(sodium borate, sodium tetraborate, or disodium tetraborate).

Estructura de l’anió [B4O5(OH)4]2−

O-H B O H-O B O B O-H O O B O O-H

B2O3 cristal·lí

OCTAEDRE Al(OH)63-

GIBBSITA: Al(OH)3El procés Hall-Héroult per a l’obtenció d’Alumini (1886)
• Eo (Al3+/Al) = -1.662 V • Electròlisi de Al2O3 (p. f. 2040ºC). • Mescla amb criolita (Na3[AlF6]) que disminueix el punt de fusió (950ºC).

ànodes de grafit

From: http://academic.pgcc.edu/~ssinex/E_cells.ppt.

e- 

+

Bombolles de CO2 O-2 Al2O3 (l)

Al+3 O-2 Al (l)

Al+3 O-2

 e-

-

Vas d’acer recobert decarbó: actúa com a càtode

Sortida Al (l)

Càtode: Al+3 + 3e-  Al (l) Ànode: 2 O-2 + C (s)  CO2 (g) + 4e-

El Procés Hall-Héroult Càtode: Al3+ + 3e-  Al (l)
x4

Ànode: 2 O2- + C (s)  CO2 (g) +4e- x 3 4 Al3+ + 6 O2- + 3 C (s)  4 Al (l) + 3 CO2 (g)
L’ànode de grafit es consumeix en el procés.

ÀCID BÒRIC

Estructura del tetrahidroxoborat de sodi
B(OH)3 + H2O B(OH)− 4 + H+ (Ka =5,8x10−1 0 pKa = 9,24)

HALURS DE BOR

Són molècules planotrigonals. Àcids de Lewis

Trifluorur de bor

ADDUCTE F3B-NH3

BF3(g) + NH3(g)

F3B-NH3(s)

Adducte Trifenilfosfina-triclorurde bor

AlCl3: Estructura a la temperatura de punt de fusió

TEORIA D’ORBITALS MOLECULARS - B2H6

GRUP PUNTUAL D2h

DIAGRAMA OM PER B-H-B

TEORIA D’ORBITALS MOLECULARS - B2H6

TEORIAD’ORBITALS MOLECULARS - B2H6
H
orbitals de grup per al fragment H···H

H B H
x

H

B

H H

ag

b3u
y

z

b3u

b2g

orbitals frontera per al fragment H2B···BH2

ag

b1u...