Nhóm bor

Nhóm bor (nhóm 13)
Tên theo nguyên tố	nhóm bor
Số nhóm CAS; (Mỹ, quy luật A-B-A)	IIIA
Số nhóm IUPAC cũ; (Châu Âu, quy luật A-B)	IIIB
↓ Bảng tuần hoàn
2	Bor (B); 5 Á kim
3	Nhôm (Al); 13 Kim loại yếu
4	Gali (Ga); 31 Kim loại yếu
5	Indi (In); 49 Kim loại yếu
6	Thali (Tl); 81 Kim loại yếu
7	Nihoni (Nh); 113 Kim loại yếu
	Nguyên tố tự nhiên
	Nguyên tố tổng hợp
	Atomic number color:
	Màu đen=thể rắn
	x; t; s;

Nhóm bor là các nguyên tố hóa học thuộc nhóm 13 của bảng tuần hoàn, bao gồm bor (B), nhôm (Al), gali (Ga), indi (In), thali (Tl) và nihoni (Nh). Nhóm này nằm trong khối p của bảng tuần hoàn. Các nguyên tố trong nhóm bor có đặc điểm là có ba electron hóa trị.^[1]

Bor là một á kim, ít phổ biến trên Trái Đất. Các nguyên tố còn lại là kim loại yếu (nằm giữa kim loại và á kim trong bảng tuần hoàn). Nhôm là nguyên tố xuất hiện nhiều trên Trái Đất và là nguyên tố phổ biến thứ ba trong vỏ Trái Đất (8,3%).^[2] Nihoni hiện tại chưa phát hiện trong tự nhiên, đây là một nguyên tố tổng hợp.

Một số nguyên tố nhóm 13 có vai trò trong hệ sinh thái. Bor là một nguyên tố vi lượng ở người và cần thiết cho một số loài thực vật. Thiếu bor làm cây cối phát triển còi cọc, trong khi dư thừa bor cũng ức chế sự phát triển. Nhôm không có vai trò sinh học, không có độc tính đáng kể, được coi là an toàn. Indi và gali có thể kích thích sự trao đổi chất;^[3] gali có khả năng tự liên kết với các protein sắt. Thali có độc tính cao, can thiệp vào chức năng của nhiều loại enzym quan trọng. Nguyên tố này được sử dụng làm thuốc trừ sâu.^[4]

Đặc điểm

Z	Nguyên tố	Số electron trên mỗi lớp vỏ
5	Bor	2, 3
13	Nhôm	2, 8, 3
31	Gali	2, 8, 18, 3
49	Indi	2, 8, 18, 18, 3
81	Thali	2, 8, 18, 32, 18, 3
113	Nihoni	2, 8, 18, 32, 32, 18, 3 (dự đoán)

Mặc dù nằm trong khối p, các nguyên tố trong nhóm bor, đặc biệt là bor và nhôm trong liên kết hóa học thường vi phạm quy tắc octet. Tất cả các nguyên tố của nhóm bor đều có hóa trị ba.

Phản ứng hóa học

Hydride

Hầu hết các nguyên tố trong nhóm bor đều có xu hướng dễ phản ứng theo chiều tăng dần số hiệu nguyên tử. Bor, nguyên tố đầu tiên trong nhóm, thường không phản ứng với nhiều nguyên tố ở nhiệt độ thường. Bor tạo thành nhiều hợp chất với hydro gọi là boran.^[5] Boran đơn giản nhất là diboran B₂H₆.^[6]

Các nguyên tố nhóm 13 tiếp theo là nhôm và gali, tạo thành ít muối hydride bền hơn, mặc dù cả AlH₃ và GaH₃ có tồn tại. Indi chưa có dữ liệu cho thấy có tạo muối hydride, ngoại trừ indi có trong các phức chất như phức phosphin H₃InP(Cy)₃.^[7] Muối thali và hydro không bền, chưa tổng hợp được trong phòng thí nghiệm.

Một vài hợp chất hóa học phổ biến nhóm bor^[6] ^[8]^[9]^[10]^[11]^[12]
Nguyên tố	Oxide	Hydride	Fluoride	Chloride	Sulfide
Bor	(β/g/α)B₂O₃	B₂H₆	BF₃	BCl₃	B₂S₃
	B₂O	B₁₀H₁₄	BF⁻ ₄
	B₆O	BH₃	B₂F₄
		B₅H₉	BF
		B₆H₁₂
		B₄H₁₀
		B ₆H²⁻ ₆
		B ₁₂H²⁻ ₁₂
		B₂₀H₂₆
Nhôm	(γ/δ/η/θ/χ)Al₂O₃	(α/α`/β/δ/ε/θ/γ) AlH₃	AlF₃	AlCl₃	(α/β/γ) Al₂S₃
	Al₂O	Al₂H₆
	AlO	AlH₄
		AlH⁻ ₄
Gali	(α/β/δ/γ/ε) Ga₂O₃	Ga₂H₆	GaF₃	GaCl₃	GaS
		GaH₄		GaCl₂
		GaH₃		Ga₂Cl₄
				Ga₂Cl₆
				GaCl⁻ ₄
				Ga ₂Cl⁻ ₇
Indi	In₂O₃	InH₃	InF₃	InCl₃	(α/β/γ) In₂S₃
Indi	In₂O
Thali	Tl₂O₃	TlH₃	TlF	TlCl
	Tl₂O	TlH	TlF₃	TlCl₃
	TlO₂		TlF³⁻ ₄	TlCl₂
	Tl₄O₃		TlF²⁻ ₃	Tl₂Cl₃
Nihoni	(Nh₂O)^[a]	(NhH)	(NhF)	(NhCl)	NhOH
Nihoni	(Nh₂O₃)	(NhH₃)	(NhF₃)	(NhCl₃)
			(NhF⁻ ₆)

Oxide

Tất cả các nguyên tố thuộc nhóm bor được biết là tạo thành oxide hóa trị ba, với hai nguyên tử liên kết cộng hóa trị với ba nguyên tử oxy. Những yếu tố này cho thấy xu hướng tăng pH (từ acid đến base).^[13]

Ghi chú

^ Cho đến nay, không có hợp chất nihoni nào được tổng hợp (ngoại trừ có thể là NhOH), và tất cả các hợp chất được đề xuất khác hoàn toàn là lý thuyết.

Tham khảo

^ Kotz, John C.; Treichel, Paul & Townsend, John Raymond (2009). Chemistry and chemical reactivity. 2. Belmont, Ca, USA: Thomson Books. tr. 351. ISBN 978-0-495-38712-1.
^ “Soviet Aluminium from Clay”. New Scientist. One Shilling Weekly. 8 (191): 89. 1960.
^ Pharmacology and Nutritional Intervention in the Treatment of Disease edited by Faik Atroshi, page 45
^ Dobbs, Michael (2009). Clinical neurotoxicology: syndromes, substances, environments. Philadelphia, Pa: Saunders. tr. 276–278. ISBN 978-0-323-05260-3.
^ Raghavan, P. S. (1998). Concepts And Problems In Inorganic Chemistry. New Delhi, India: Discovery Publishing House. tr. 43. ISBN 81-7141-418-4.
^ ^a ^b Harding, A., Charlie; Johnson, David; Janes, Rob (2002). Elements of the p block. Cambridge, UK: The Open University. tr. 113. ISBN 0-85404-690-9.
^ Cole, M. L.; Hibbs, D. E.; Jones, C.; Smithies, N. A. (2000). “Phosphine and phosphido indium hydride complexes and their use in inorganic synthesis”. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (4): 545–550. doi:10.1039/A908418E.
^ Downs, pp. 197–201
^ Daintith, John (2004). Oxford dictionary of chemistry. Market House Books. ISBN 978-0-19-860918-6.
^ Bleshinsky, S. V.; Abramova, V. F. (1958). Химия индия (bằng tiếng Nga). Frunze. tr. 301.
^ Downs, pp. 195–196
^ Henderson, p. 6
^ Jellison, G. E.; Panek, L. W.; Bray, P. J.; Rouse, G. B. (1977). “Determinations of structure and bonding in vitreous B₂O₃ by means of B¹⁰, B¹¹, and O¹⁷ NMR”. The Journal of Chemical Physics. 66 (2): 802. Bibcode:1977JChPh..66..802J. doi:10.1063/1.433959. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2011.

[13] Cho đến nay, không có hợp chất nihoni nào được tổng hợp (ngoại trừ có thể là NhOH), và tất cả các hợp chất được đề xuất khác hoàn toàn là lý thuyết.

[C._Kotz,_Treichel,_R._Townsend_2009_351-1] Kotz, John C.; Treichel, Paul & Townsend, John Raymond (2009). Chemistry and chemical reactivity. 2. Belmont, Ca, USA: Thomson Books. tr. 351. ISBN 978-0-495-38712-1.

[2] “Soviet Aluminium from Clay”. New Scientist. One Shilling Weekly. 8 (191): 89. 1960.

[3] Pharmacology and Nutritional Intervention in the Treatment of Disease edited by Faik Atroshi, page 45

[4] Dobbs, Michael (2009). Clinical neurotoxicology: syndromes, substances, environments. Philadelphia, Pa: Saunders. tr. 276–278. ISBN 978-0-323-05260-3.

[5] Raghavan, P. S. (1998). Concepts And Problems In Inorganic Chemistry. New Delhi, India: Discovery Publishing House. tr. 43. ISBN 81-7141-418-4.

[Harding,_A._Johnson,_Janes_2002_113-6] Harding, A., Charlie; Johnson, David; Janes, Rob (2002). Elements of the p block. Cambridge, UK: The Open University. tr. 113. ISBN 0-85404-690-9.

[7] Cole, M. L.; Hibbs, D. E.; Jones, C.; Smithies, N. A. (2000). “Phosphine and phosphido indium hydride complexes and their use in inorganic synthesis”. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (4): 545–550. doi:10.1039/A908418E.

[grp.13_elem._chem.-8] Downs, pp. 197–201

[9] Daintith, John (2004). Oxford dictionary of chemistry. Market House Books. ISBN 978-0-19-860918-6.

[In2-10] Bleshinsky, S. V.; Abramova, V. F. (1958). Химия индия (bằng tiếng Nga). Frunze. tr. 301.

[11] Downs, pp. 195–196

[12] Henderson, p. 6

[14] Jellison, G. E.; Panek, L. W.; Bray, P. J.; Rouse, G. B. (1977). “Determinations of structure and bonding in vitreous B₂O₃ by means of B¹⁰, B¹¹, and O¹⁷ NMR”. The Journal of Chemical Physics. 66 (2): 802. Bibcode:1977JChPh..66..802J. doi:10.1063/1.433959. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2011.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[a]

[13]