B

Al

Ga

In

Tl

Порядковый номер

5

13

31

49

81

Атомный вес

10,82

26,98

69,72

114,82

204,39

Удельный вес

2,34

2,70

5,9

7,31

11,83

Цвет

желтовато-коричневый

Серебристый

Серебристо-белый

Серебристо-белый

Серебристо-белый

Электронная конфигурация

[Не]2s²2p¹

[Ne]3s²3p¹

[Ar]3d¹⁰4s²4p¹

[Kr]4d¹⁰5s²5p¹

[Xe]4f¹⁴5d¹6s²6p¹

Возможные валентные состояния

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

III

История открытия

Ж.Л.Гей-Люссаком и Л.Ж.Тенаром в 1808г. и Гемфри Дэви

Хансом

Кристианом

Эрстедом в 1825 г.

Полем-Эмилем Лекок де Буабодраном в 1875 г.

Ф.Райхом и Г.Рихтером в 1863 г.

У.Круксом в 1861 г.,

выделен К.А.Лэми

в 1862 г.

R, нм

0,023 (Э³⁺)

0,831 (атом.)

0,088 (ковал.)

0,208 (Ван-дер-Ваальсов)

0,057 (Э³⁺)

0,143 (атом.)

0,125 (ковал.)

0,205 (Ван-дер-Ваальсов)

0,062 (Э³⁺)

0,113 (Э⁺)

0,122 (атом.)

0,125 (ковал.)

0,092 (Э³⁺)

0,132 (Э⁺)

0,163 (атом.)

0,150 (ковал.)

0,105 (Э³⁺)

0,149 (Э⁺)

0,170 (атом.)

0,155 (ковал.)

Энергия ионизации,I_1: Э→Э⁺+ ē, эВ,

I_2: Э⁺→Э²⁺+ ē, эВ,

I_3: Э²⁺→Э³⁺+ ē, эВ

8,298

25,155

37,930

5,986

18,828

28,447

5,998

20,574

30,170

5,786

18,869

28,03

6,11

20,428

29,83

E°(Э³⁺/Э), B

-1,67

-0,65

-0,343

0,71

Потенциал ионизации, Эв

8,298

5,984

5,999

5,786

6,107

Сродство к электрону, эВ

-0,30

-0,46

-0,39

-0,72

-0,50

Э.О., эВ

2,04

(по Полингу)

2,01

(по Оллреду)

4,29

(абсолютная)

1,61

(по Полингу)

1,47

(по Оллреду)

3,23

(абсолютная)

1,81

(по Полингу)

1,82

(по Оллреду)

3,2 (абсолютная)

1,78

(по Полингу)

1,49

(по Оллреду)

3,1 (абсолютная)

1,62 (Tl^I)

2,04 (Tl^III)

(по Полингу)

1,44

(по Оллреду)

3,2 (абсолютная)

Стабильные изотопы

10В (19,57 %)

и 11В (80,43%)

27Al

69Ga(61,2%) и 71Ga(38,8%)

113In(4, 33%)и 115In(95,67%)

205Tl(80,5%)

И 203Tl (29,5%)

Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов, м2

10В 3*10-25,

11В 4*10-32

215*

10-25

2,1*10-28 и 5,1*

10-28

190 барн на атом

B

Al

Ga

In

Tl

Изотопный состав

¹⁰В (19,57 %)

и ¹¹В (80,43%)

²⁷Al

⁶⁹Ga(61,2%) и ⁷¹Ga(38,8%)

¹¹³In(4, 33%)и ¹¹⁵In(95,67%)

²⁰⁵Tl(80,5%)

И ²⁰³Tl (29,5%)

Место по распространению

28

3

Содержание в земной коре, %

6∙10^-4

6,6

4∙10^-4

1,5∙10^-6

3∙10^-6

Важнейшие природные соединения

Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O – бура, Na₂B₄O₇ ∙ 4H₂O – кератит, H₃BO₃ – сассолин.

Al₂O₃ ∙nH₂O – боксит, Al₂O₃ – корунд, обнаруж. в виде

[AlO(OH)] – бемита и

[Al(OH)₃] – гиббсита.

Извлекается как побочный продукт при очистке цинка и меди.

В виде примеси в сульфидной

цинковой руде и галените PbS

В виде включений в поташе, полевом шпате, поллуците; побочный продукт плавки цинка и свинца.

B

Al

Ga

In

Tl

бор находит применение в виде добавки при получении коррозионно-устойчивых и жаропрочных сплавов. Поверхностное насыщение стальных деталей бором (борирование) повышает их механические и антикоррозийные свойства. Карбиды бора (В4С и В13С2) обладают высокой твердостью, это — хорошие абразивные материалы. Ранее их широко использовали для изготовления сверл, применяемых зубными врачами (отсюда название бормашина).

Бор (в виде волокон) служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов. Сам бор и его соединения — нитрид BN и другие — используются как полупроводниковые материалы и диэлектрики. Газообразный BF используют в счетчиках тепловых нейтронов.

Бор (его нуклид 10В) характеризуется высоким эффективным сечением захвата тепловых нейтронов (3·10–25 м2)

Важно, что при этой ядерной реакции возникают только стабильные ядра. Поэтому чистый бор и, особенно, его сплавы применяют в виде поглощающих нейтроны материалов при изготовлении регулирующих стержней для ядерных реакторов, замедляющих или прекращающих реакции деления.

Около 50% природных и искусственных соединений бора используют при производстве стекол (так называемые боросиликатные стекла), около 30% — при производстве моющих средств. Наконец, примерно 4-5% соединений бора расходуется при производстве эмалей, глазурей, металлургических флюсов.

В медицине бура и борная кислота (в виде водно-спиртовых растворов) находят применение как антисептические средства. В быту буру или борную кислоту используют для уничтожения бытовых насекомых, в частности, тараканов (бура, попадая в органы пищеварения таракана, кристаллизуется, и образовавшиеся острые игольчатые кристаллы разрушают ткани этих органов).

по масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа (Fe) и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65,5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. Сплавы алюминия отличаются малой плотностью, повышенной (по сравнению с чистым алюминием) коррозионной стойкостью и высокими технологическими свойствами: высокой тепло- и электропроводностью, жаропрочностью, прочностью и пластичностью. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.

Разнообразие свойств алюминиевых сплавов обусловлено введением в алюминий различных добавок, образующих с ним твердые растворы или интерметаллические соединения. Основную массу алюминия используют для получения легких сплавов — дуралюмина (94% — алюминий, 4% медь (Cu), по 0,5% магний (Mg), марганец (Mn), железо (Fe) и кремний (Si)), силумина (85-90% — алюминий, 10-14% кремний (Si), 0,1% натрий (Na)) и др. В металлургии алюминий используется не только как основа для сплавов, но и как одна из широко применяемых легирующих добавок в сплавах на основе меди (Cu), магния (Mg), железа (Fe), никеля (Ni) и др.

Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике. В частности, из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли. Сплав алюминия и циркония (Zr) — циркалой — широко применяют в ядерном реакторостроении. Алюминий применяют в производстве взрывчатых веществ.

Особо следует отметить окрашенные пленки из оксида алюминия на поверхности металлического алюминия, получаемые электрохимическим путем. Покрытый такими пленками металлический алюминий называют анодированным алюминием. Из анодированного алюминия, по внешнему виду напоминающему золото (Au), изготовляют различную бижутерию.

При обращении с алюминием в быту нужно иметь в виду, что нагревать и хранить в алюминиевой посуде можно только нейтральные (по кислотности) жидкости (например, кипятить воду). Если, например, в алюминиевой посуде варить кислые щи, то алюминий переходит в пищу и она приобретает неприятный «металлический» привкус. Поскольку в быту оксидную пленку очень легко повредить, то использование алюминиевой посуды все-таки нежелательно.

применяют в основном (97%) в производстве полупроводниковых материалов (GaAs, GaSb, GaP, GaN

компонент легкоплавких сплавов и полупроводниковых материалов. Арсенид, антимонид и фосфид индия - полупроводниковые материалы.

компонент сплавов, главным образом с оловом (Sn) и свинцом (Pb) (кислотоупорные, подшипниковые и др.). Амальгама талия — жидкость для низкотемпературных термометров. Соединения талия (ТlCl, ТlBr, TlI) — оптические материалы для инфракрасной техники.

B

Al

Ga

In

Tl

бор — важный микроэлемент, необходимый для нормальной жизнедеятельности растений. Недостаток бора останавливает их развитие, вызывает у культурных растений различные болезни. В основе этого лежат нарушения окислительных и энергетических процессов в тканях, снижение биосинтеза необходимых веществ. При дефиците бора в почве в сельском хозяйстве применяют борные микроудобрения (борная кислота, бура и другие), повышающие урожай, улучшающие качество продукции и предотвращающие ряд заболеваний растений.

Роль бора в животном организме не выяснена. В мышечной ткани человека содержится (0,33-1)·10–4 % бора, в костной ткани — (1,1-3,3)·10–4 %, в крови — 0,13 мг/л. Ежедневно с пищей человек получает 1-3 мг бора. Токсичная доза — 4 г.

в организм человека алюминий ежедневно поступает с пищей (около 2-3 мг), но его биологическая роль не установлена. В среднем в организме человека (70 кг) в костях, мышцах содержится около 60 мг алюминия.

Галлий жизненно важен для растений. Биологическая роль галлия для человека не расшифрована.

В периодической системе галлий, наряду с германием, находятся в окружении жизненнонеобходимых биоэлементов, таких как хром, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, селен. Этот факт свидетельствует о необходимости более пристального изучения эссенциальности галлия для человека.

Галлий не оказывает влияния на резорбцию костной ткани, стимулированную витамином D; но предупреждает резорбцию, связанную с метаболизмом паратгормона, тироксина и интерлейкина-1-ß.

О биологической роли индия почти нет сведений, известно лишь, что индий в следовых количествах есть в зубной ткани, и что в больных зубах (кариозных) его концентрация значительно ниже, чем в здоровых. Сведения о токсикологии индия противоречивы, но, скорее всего, при введении в желудок и внутривенно индий малотоксичен. Пыль индия вредна. ПДК индия в воздухе 0,1 мг/м3 (США) и 4 мг/м3 (Россия).

Таллий обнаружен в растительных и животных организмах. Из животных больше всего таллия содержат медузы, актинии, морские звезды и другие обитатели морей. Некоторые растения аккумулируют таллий в процессе жизнедеятельности. Таллий был обнаружен в свекле, произраставшей на почве, в которой самыми тонкими аналитическими методами не удавалось обнаружить элемент таллий. Позже было установлено, что даже при минимальной концентрации таллия в почве свекла способна концентрировать и накапливать его.

Таллий обладает выраженной токсичностью, которая обусловлена нарушением ионного баланса главных катионов организма – Na+ и K+ . Ион Tl+ склонен образовывать прочные соединения с серосодержащими лигандами и таким образом подавлять активность ферментов, содержащих тиогруппы. Поскольку ионные радиусы K+ и Tl+ близки, они обладают сходными свойствами и способны замещать друг друга в ферментах. Катион Tl+ обладает большей по сравнению с К+ способностью проникать через клеточную мембрану внутрь клетки. При этом скорость проникновения Tl+ в 100 раз выше, чем у щелочных металлов. Это вызывает резкое смещение равновесия Na/K , что приводит к функциональным нарушениям нервной системы. Кроме того, таллий нарушает функционирование различных ферментных систем, ингибирует их, препятствуя тем самым синтезу белков. Именно тот факт, что таллий является изоморфным «микроаналогом» К+, свидетельствует о том, что токсичность его соединений для человека существенно выше, чем у свинца и ртути.

B

Al

Ga

In

Tl

Агрегатное состояние

Бесцветное, серое или красное кристаллическое вещество либо темное аморфное вещество

Серебристо – белый легкий металл

Светло-серый металл с синеватым оттенком

Серебристо-белый металл

Белый металл с голубоватом оттенком

Структура

Решетки

Ромбо-

эдри-

чес-

кая

ГЦК

α-орторомб.

β-ромбич.

γ-ромбич.

Гранецентри- рованнаятетрагонал.

α-гексагонал.

β-кубическая

γ-ГЦК

Длина связи, нм

0,1590

0,2446

0,244

Энергия связи, эВ/ат

5,81

3,31

2,78

2,60

1,87

Плотность г/см³

2,34

2,69

5,91

7,31

11,85

Температура плавления, К

2300

660,52

29,93

156,32

303,7

Температура кипения, К

3658

2467

2403

2080

1457

Молярная теплоемкость, Дж/(К * моль)

11,09

24,35

26,07

26,7

26,3

Теплопровод-ность, Вт/(м*К)

27,4

237

28,1

81,8

46,1

Молярный объем, см³/моль

4,6

10,0

11,8

15,7

17,2

Теплота плавления, кДж/моль

23,60

10,75

5,59

3,24

4,31

Теплота испарения, кДж/моль

504,5

284,1

270,3

225,1

162,4

Температурный коэффициент линейного расширения, К^-1

5∙10^-6

23,03∙10^-6

11,5∙10^-6 (вдоль оси a)

31,5∙10^-6 (b)

16,5∙10^-6 (c)

33∙10^-6

33∙10^-6

Основной минерал

Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O – бура, Na₂B₄O₇ ∙ 4H₂O – кератит, H₃BO₃ – сассолин.

Al₂O₃ ∙nH₂O – боксит, Al₂O₃ – корунд, обнаруж. в виде

[AlO(OH)] – бемита и

[Al(OH)₃] – гиббсита.

Извлекается как побочный продукт при очистке цинка и меди.

В виде примеси в сульфидной

цинковой руде и галените PbS

В виде включений в поташе, полевом шпате, поллуците; побочный продукт плавки цинка и свинца.

Содержание в земной коре, %

6∙10^-4

6,6

4∙10^-4

1,5∙10^-6

3∙10^-6

Энергия атомизации, кДж/моль

560

330

286

243

182

Энтальпия плавления, кДж/моль

50,2

10,7

5,6

3,3

4,2

B

Al

Ga

In

Tl

Химически Бор при обычных условиях довольно инертен (взаимодействует активно лишь с фтором), причем кристаллический Бор менее активен, чем аморфный. С повышением температуры активность Бора возрастает и он соединяется с кислородом, серой, галогенами. При нагревании на воздухе до 700°С Бор горит красноватым пламенем, образуя борный ангидрид B₂O₃ - бесцветную стекловидную массу. При нагревании выше 900 °С Бор с азотом образует нитрид бора BN, при нагревании с углем -карбид бора B₄C₃, с металлами - бориды. С водородом Бор заметно не реагирует; его гидриды (бороводороды) получают косвенным путем. При температуре красного каления Бор взаимодействует с водяным паром: 2B + 3Н₂О = B₂O₃ + 3H₂. В кислотах Бор при обычной температуре не растворяется, кроме концентрированной азотной кислоты, которая окисляет его до борной кислоты H₃BO₃. Медленно растворяется в концентрированных растворах щелочей с образованием боратов.

Внешняя электронная оболочка атома Алюминия состоит из 3 электронов и имеет строение 3s²3р¹. В обычных условиях Алюминий в соединениях 3-валентен, но при высоких температурах может быть одновалентным, образуя так называемых субсоединения. Субгалогениды Алюминия, AlF и АlСl, устойчивые лишь в газообразном состоянии, в вакууме или в инертной атмосфере, при понижении температуры распадаются (диспропорционируют) на чистый Аl и AlF₃ или АlСl₃ и поэтому могут быть использованы для получения сверхчистого Алюминия. При накаливании мелкоизмельченный или порошкообразный Алюминий энергично сгорает на воздухе. Сжиганием Алюминия в токе кислорода достигается температура выше 3000°С. Свойством Алюминия активно взаимодействовать с кислородом пользуются для восстановления металлов из их оксидов (Алюминотермия). При темно-красном калении фтор энергично взаимодействует с Алюминием, образуя AlF₃. Хлор и жидкий бром реагируют с Алюминием при комнатной температуре, иод - при нагревании. При высокой температуре Алюминий соединяется с азотом, углеродом и серой, образуя соответственно нитрид AlN, карбид Al₄C₃ и сульфид Al₂S₃. С водородом Алюминий не взаимодействует; гидрид Алюминия (AlН₃)_X получен косвенным путем. Большой интерес представляют двойные гидриды Алюминия и элементов I и II групп периодической системы состава МеН_n·_nAlH₃, так называемые алюмогидриды. Алюминий легко растворяется в щелочах, выделяя водород и образуя алюминаты. Большинство солей Алюминия хорошо растворимо в воде. Растворы солей Алюминия вследствие гидролиза показывают кислую реакцию.

На воздухе при обычной температуре Галлий стоек. Выше 260° С в сухом кислороде наблюдается медленное окисление (пленка оксида защищает металл). В серной и соляной кислотах Галлий растворяется медленно, в плавиковой - быстро, в азотной кислоте на холоду Галлий устойчив. В горячих растворах щелочей Галлий медленно растворяется. Хлор и бром реагируют с Галлием на холоду, иод - при нагревании. Расплавленный Галлий при температурах выше 300° С взаимодействует со всеми конструкционными металлами и сплавами.

В соответствии с электронной конфигурацией атома 4d¹⁰5s²5p¹ Индий в соединениях проявляет валентность 1, 2 и 3 (преимущественно). На воздухе в твердом компактном состоянии Индий стоек, но окисляется при высоких температурах, а выше 800 °C горит фиолетово-синим пламенем, давая оксид In₂O₃ - желтые кристаллы, хорошо растворимые в кислотах. При нагревании Индий легко соединяется с галогенами, образуя растворимые галогениды InCl₃, InBr₃, InI₃. Нагреванием Индия в токе HCl получают хлорид InCl₂, а при пропускании паров InCl₂ над нагретым In образуется InCl. С серой Индий образует сульфиды In₂S₃, InS; они дают соединения InS·In₂S₃ и 3InS·In₂S₃. В воде в присутствии окислителей Индий медленно корродирует с поверхности: 4In + 3O₂+6H₂O = 4In(ОН)₃. В кислотах Индий растворим, его нормальный электродный потенциал равен -0,34 в, в щелочах практически не растворяется.

Конфигурация внешней электронной оболочки атома Tl 6s²6р¹; в соединениях имеет степень окисления +1 [Tl (I)] и +3 [Tl (III)]. Таллий взаимодействует с кислородом и галогенами уже при комнатной температуре, с серой и фосфором при нагревании. Хорошо растворяется в азотной, хуже в серной кислотах, не растворяется в галогенводородных, муравьиной, щавелевой и уксусной кислотах. Не взаимодействует с растворами щелочей; свежеперегнанная вода, не содержащая кислорода, не действует на Таллий.

B₂O₃

Al₂O₃

Ga₂O₃

In₂O₃

Tl₂O₃

Описание

Бесцветное стеклообразное или кристаллическое вещество горьковатого вкуса.

Бесцветные кристаллы

Белые кристаллы

Желтые кристаллы

Темно-коричневые кристаллы

решетка

Слоистая

ромбоэдрическая

моноклинная

Кубическая объемно-центрированная

Кубическая

Расстояние между слоями, нм

0,185

Плотность, г/см³

1,812

3,99

6,48

7,18

10

∆ Н _обр, кДж/моль

-1254,9

-1675,6

-1089

-925,9

-390,4

Длина связи Me-O, нм

0,145

Т пл, ^оС

325-400

2044

1740

1910

717

Т кип, ^оС

2250

3530

3300

1169

Твердость

Около 4 (по Моосу)

9

(по Моосу)

6

Получение

Нагреванием на воздухе B до 700^оС или обезвоживанием H₃BO₃ при 235^оС

Получают из бокситов, нефелинов, каолина, алунитовалюминатным или хлоридным методом. Сырьё в производстве алюминия, катализатор, адсорбент, огнеупорный и абразивный материал.

Прокаливанием Ga(NO₃)₃ или Ga(OH)₃ при 200-250^оС, затем в течение 12 часов при 600^оС.

Получают нагреванием металлического галлия на воздухе при 260 °C или в атмосфере кислорода, или прокаливанием нитрата или сульфата галлия

Получают нагреванием металлического индия выше температуры плавления на воздухе или в кислороде, или прокаливанием гидроксида, нитрата, сульфата или карбоната индия (III)

Получают нагреванием металлического таллия на воздухе или в атмосфере кислорода, а также прокаливанием гидроксида или нитрата таллия (III)

С_р^о , Дж/(моль*К)

62,76

79,033

92

92

∆ Н _пл, кДж/моль

24,56

111,4

519

84

∆ Н _возг, кДж/моль

433

574

272

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

53,97

50,92

85,1

107,9

148,1

∆ G_обр, кДж/моль

-1178

-998,2

-831,9

-321,4

∆ Н _298, перехода кристаллического в стеклообразный, кДж/моль

18,6

Свойства

Термически стоек. Не восстанавливается углем даже при 1000^оС. В присутствии угля при нагревании с галогенами образует галогениды, с N₂ – нитрид, энергично взаимодействует с водой давая H₃BO₃ . B₂O₃ – промежуточный продукт в производстве B, он входит в состав спец. стекол, керамики, эмали.

бесцветные нерастворимые в воде кристаллы. Химические свойства — амфотерный оксид. Практически не растворим в кислотах. Растворяется в горячих растворах и расплавах щелочей. Является полупроводником n-типа.

Не растворим в воде и органических растворителях. С минеральными кислотами образует соли Ga, с растворами щелочей галлаты.

Не растворяется в воде, но растворяется в кислотах. Диссоциирует с образованием In₂O.

Выше 500 °C на воздухе Tl₂O₃ переходит в Tl₂O.

Растворимость в воде

Не растворим

Не растворим

Не растворим

Не растворим

Не растворим

Длина связи Э-О, А

1,83 и 2,00

2,18

2,26

B₂O

Al₂O

Ga₂O

In₂O

Tl₂O

Агрегатное состояние

Газ

Темно-коричневое, серое или черное вещество

Черные кристаллы

Черный порошок

Т пл, ^оС

93

250

Около 650

650

300

Ткип, ^оС

366

Около 750

700(возг)

1080

Плотность, г/см³

3,9-4

4,77(20^оС)

6,99

9,52

С_р^о , Дж/(моль*К)

39,74

51,267

48,2

49,789

51,044

∆ Н _обр, кДж/моль

271,8( для газа)

-144,143

-356

-55,350

-177

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

230,956

256,946

284

298,319

134,31

Свойства

Устойчив в сухом воздухе при 20^оС в отсутствие О₂ и паров H₂O до 600^оС. Сильный восстановитель, легко окисляется при нагревании. Медленно реагирует с разбавленными кислотами, энергично с концентрированными.

Хорошо растворяется в соляной кислоте

Растворяется в разбавленных кислотах. Получают восстановлением In₂O₃ водородом

Тип решетки

Слоистая структура типа графита

H₃BO₃

HBO₂

Агрегатное состояние

Бесцветные кристаллы

Бесцветные кристаллы

Тип решетки

Решетка слоистая, триклинная

Кубическая решетка(наиболее устойчивая)

Параметры решетки, нм

а=в=0,704

с = 0,656

α = 101,10^оС

β = 92,30^оС

z = 4

пространственная группа Р1,

расстояние между слоями 0,318 нм

а = 0,887

z = 24

Плотность, г/см³

1,46

2,486

Температура плавления, ^оС

170,9 (с разл.)

236 (c разл.)

С_р^о , Дж/(моль*К)

81,3

42,258

∆ Н _пл, кДж/моль

22,34

∆ Н _обр, кДж/моль

-1094,9

-804,6

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

88,74

240,161

∆ Н _возг, кДж/моль

63,97

∆ Н _исп, кДж/моль

98,1

Растворимость в воде

2,60% по массе при

0^оС,

4,80% при 20^оС,

10,35% при 50^оС,

28,7% при 100^оС

Растворимость в метаноле, %

21,0

Растворимость в этаноле, %

11,2

Растворимость в ацетоне, %

0,65

К_а1

5,8*10^-10

К_а2

4*10^-13

К_а3

4*10^-14

Длина связи

1,78

Гиббсит

байерит

Норд-

страндит

бемит

Диаспор

Кристаллическая решетка

моноклинная

триклинная

моноклинная

триклинная

орторомбическая

орторомбическая

Параметры решетки,

а, нм

b, нм

с, нм

α

β

γ

0,864

0,507

0,972

94,34

1,733

1,008

0,973

94,17

92,13

90,00

0,501

0,868

0,476

90,27

0,889

0,500

1,020

92,56

110,23

90,32

0,297

1,223

0,370

0,440

0,943

0,284

Число формульных единиц в ячейке

4

16

2

4

2

2

Плотность, г/см³

2,35-2,42

2,53

2,44

3,01-3,06

3,44

Твердость по Моосу

2,5-3,5

3

3,5-4,0

6,5-7,0

Показатель преломления обыкновенного луча

1,567

1,567

1,580

1,640-1,646

1,702

Показатель преломления необыкновенного луча

1,587

1,581

1,613

1,654-1,661

1,750

Элемент

Гидроксид

Ga

Ga(OH)₃. Из водных р-ров солей галлия (при рН 3,0-4,1) и галлатов (при рН 9,7-6,4) осаждается гидроксид Ga(OH)3*xH2O. Кислотные св-ваGa(OH)3 (или ортогаллиевой к-ты H3GaO3) выражены сильнее основных; он является более сильной к-той, чем А1(ОН)₃, поэтому р-ры солей к-т галлия-галлатов устойчивее р-ров алюминатов. При нагр. гидроксида до ~ 400 °С образуется GaOOH (или метагаллиевая к-та HGaO₂), к-рый выше 550 °С переходит в Ga₂O₃. Выпадает в виде желеобразного осадка при обработке растворов солей трехвалентного галлия гидроксидами и карбонатами щелочных металлов (pH 9,7). Растворяется в концентрированном аммиаке и концентрированном растворе карбоната аммония, а при кипячении осаждается. Нагреванием гидроксид галлия можно перевести в GaOOH, затем в Ga₂O₃.H2O, и, наконец, в Ga₂O₃. Можно получить гидролизом солей трехвалентного галлия.

In

In(OH)₃. Желеобразный осадок. Мало растворим в воде и аммиаке. Растворяется в кислотах и избытке щелочей. Получают обработкой солей индия (III) щелочами или гидролитическим осаждением. Прокаливая In(ОН)₃, получают In₂O₃.

Tl

TlOH. Желтые кристаллы. Абсорбирует диоксид углерода. Растворяется в воде и спирте. Водный раствор имеет сильно щелочной характер, действует на стекло и фарфор. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25^оС равна 273 Cм.см²/моль. Получают растворением оксида таллия (I) в воде или взаимодействием Tl₂SO₄ с гидроксидом бария.

Tl(OH)₃. Красновато-коричневый осадок, мало растворимый в воде и щелочах. Растворяется в разбавленных кислотах. При кипячении водной суспензии образуется Тl₂О₃. Получают действием щелочей на соли таллия (III).

B₂H₆

B₄H₁₀

B₅H₉

B₅H₁₁

B₆H₁₀

B₆H₁₂

B₁₀H₁₄

B₁₀H₁₆

Температура плавления, ^оС

-166

-120

-47,6

-122

-65

-82

99

81

Температура кипения, ^оС

-92,5

18

48,6

63

108

80-90

213

∆ Н _обр, кДж/моль

36,6

57,68

59,92

66,88

71,06

110,77

-66,88

108,68 (для газа)

145,5 (для газа)

∆ Н _сгор, кДж/моль

-72,4

-70,4

-69,2

-69,2

-66,9

-66,3

Плотность, г/см³,

Жидкого

твердого

0,447(-112^оС)

0,557(-183^оС)

0,56(-35^оС)

0,59(-70^оС)

0,65(0^оС)

0,63(-46,7^оС

0,69(0^оС)

жидкого

0,78(100^оС)

0,94(20^оС )

0,87(20^оС) твердого

Агрегатное состояние

газ

газ

жидкость

жидкость

жидкость

жидкость

кристаллы

кристаллы

Предельно допустимая концентрация,мг/м³

0,1

0,01

0,01

0,3

Элемент

Гидрид

Al

(AlH₃)_n. Белое, аморфное, нелетучее вещество. Устойчиво в вакууме (до 100^оC). Под действием электрического разряда на триметилалюминий в большом избытке водорода образуется смесь Al₂(CH₃)₃H₃ и (AlH₃)_n. При дальнейшей обработке Al₂(CH₃)₃H₃ также получают (AlH₃)_n.

Ga

Ga₂H₆. Летучая жидкость, которая плавится при -21,4^оC, кипит при 139^оС (температура определена экстраполированием). В эфирной суспензии с гидратом лития или таллия образует соединения LiGaH₄ и TlGaH₄. Образуется в результате обработки тетраметилдигалланатриэтиламином.

In

(InH₃)_n. Белое вещество, которое разлагается на элементы выше 80^оС. Получают при комнатной температуре смешиванием треххлористого индия с гидридом лития в эфирном растворе. Известен двуххлористыйиндийалюминатIn[AlH₄]Cl₂. Смешивая треххлористый индий с эфирным раствором LiAlH₄ (-70^оС), получают гидрид индия и соединение состава In(AlH₄)₃.

Tl

Не образует с водородом простого соединения. Гидрид таллия получается в форме двойных соединений Tl(GaH₄)₃ и TlCl(AlH₄)₂.

B2H6

(AlH₃)_n

Ga2H6

InH3

TlH3

Агрегатное состояник

твердое

жидкость

Тип решетки

гексагональную сингонию,

ромбической сингонии,

Длина связи

152

Энергия связи

380,9

Т пл

-166

-21

139

Т кип

-92,5

139

412

∆Н298кДж/моль

38,5

-11,422

∆G

89,6

46,422

∆SДж/мольК

232

30,047

Ср Дж/мольК

56,9

40,208

теплопроводность

электропроводность

Плотность, г/см³

0,447

1,45

Применение

Применяется в качестве антиоксидантов,катализаторов окисления предельных и ароматических углеводородов в спирты и фенолы, добавки к смазочным маслам.

Гидрид алюминия находит широкое применение в органическом синтезе в качестве сильнейшего восстанавливающего агента.

В связи с тем, что гидрид алюминия представляет собой соединение с высоким содержанием водорода (10,1 %), он используется в производстве ракетных топлив и некоторых взрывчатых веществ[25], а также для систем хранения и генерации в автономных энергетических водородных установках.

BF₃

BCl₃

BBr₃

BI₃

Температура плавления,

^оС

-127

-107

-46

+43

Температура кипения, ^оС

-101

-12,5

+90

210

Разл

∆ Н _298, кДж/моль

-1137

-427

-243

-38

∆ G_298, кДж/моль

-1120

-387

-238

-43,049

Длина связи B-Hal, нм

0,129

0,173

0,187

0,210

Энергия связи B-Hal, кДж/моль

644

443

376

284

Агрегатное состояние

Бесцветный газ с удушливым запахом, дымящий во влажном воздухе.

Бесцветный газ, дымящий во влажном воздухе.

Бесцветная жидкость

Газ

Энергия диссоциации, эВ

6,4

4,2

3,1

Угол FBF, ^оС

120

Плотность, г/см³

0,00307( 20^оС), твердого -1,87 (-130^оС)

1,343(11^оС)

2,65( О^оС)

3,3(50^оС)

С_р^о , Дж/(моль*К)

50,5

62,65

67,780

71,128

∆ Н _пл, кДж/моль

4,62

6,81

∆ Н _обр, кДж/моль

-1119

-404,5

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

254,3

289,35

228,195

350,200

∆ Н _исп, кДж/моль

17,1

23,86

Растворимость в воде

332,1 г в 100г H₂O при О^оС

190 г в 100 г (-136,4^оС)

Способы получения

Сплавлением тетрафторбората калия с борным ангидридом

Хлорированием В, его сплавов при 1000 ^оС или раскаленной смеси В₂О₃ с углем.

Молекулярная масса, а.е.м.

67,81

117,17

250,54

Давление паров, мм.рт.ст

10(-142^оС),

100(-124^оС)

1(-92^оС)

10(-68^оС)

100(-33,5^оС)

Дипольный момент молекулы, Дебаях

0(20^оС)

Поверхностное натяжение, мН/м

16,7(20^оС)

Показатель преломления ( для D-линии натрия)

1,428(12^оС)

1,553(20^оС)

Валентно-силовая константа, дин/см 10^-5

6,69

3,30

2,50

Межатомное расстояние, А

1,30

1,73

1,87

AlF₃

AlCl₃

AlBr₃

AlI₃

Температура плавления, ^оС

1290

193

97,5

179,5

Температура кипения, ^оС

1291 (возг.)

180 (возг.)

255

381

Плотность, г/см³

3,1

2,5

3,2

4,0

∆ Н _298, кДж/моль

-1510

-705

-513

-308

∆ G_298, кДж/моль

-1432

-629

-491

-304

∆ S ₂₉₈ , кДж/моль

66

109

180

190

Длина связи Al - Hal

1,63

2,06

2,21

2,44

Энергия связи Al – Hal, кДж/моль

690

460

380

319

К.Ч.

6

6

4

4

Агрегатное состояние

Бесцветные кристаллы

Бесцветные дымящие на воздухе кристаллы

Бесцветное кристаллическое вещество

Бесцветное вещество

Тип решетки

Тригональная

моноклинная

моноклинная

моноклинная

∆ Н _возг, кДж/моль

272

115,7

-513

-308

GaF₃

GaCl₃

GaBr₃

GaI₃

Температура плавления,

^оС

Выше 1000

77,8

122,5

213

Температура кипения, ^оС

Ок 950 ( возг)

200,5

278

345

Плотность, г/см³

4,47

2,47

3,74

4,15

С_р^о , Дж/(моль*К)

78,7

87,5

∆ Н _пл, кДж/моль

11,5

11,7

16,5

∆ Н _исп, кДж/моль

188( возг.)

23,4

29,9

68,7

∆ Н _обр, кДж/моль

-1070

-525,4

-387

-239

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

117

170

160

204

Агрегатное состояние

Бесцветные кристаллы

Бесцветные кристаллы

Белые кристаллы

Желтые кристаллы

Тип решетки

гексагональная

триклинная

ромбическая

Параметры решетки

а=0,694

в=0,684

с = 0,682

α = 119,5^оС

β = 90,8^оС

z = 1

пространственная группа Р1,

Свойства

Хорошо растворим в воде. Является сильн6ой кислотой Льюиса. Применяют его для получения Ga высокой чистоты и синтеза других соединений Ga, а также как катализатор полимеризации, наполнитель нейтринных ловушек.

Не растворяется в воде. Не взаимодействует с разбавленными минеральными кислотами, разлагается растворами щелочей.

По свойствам подобен GaCl₃.

Энергия связи Ga – Hal, кДж/моль

560

379

340

279

К.Ч.

6

4

4

4

InF₃

InCl₃

InBr₃

InI₃

Температура плавления, ^оС

1170

586

420

207

∆ Н _298, кДж/моль

-1029

-537

-418

-247

∆ G_298, кДж/моль

-962

-460

-372

-142

Температура кипения, ^оС

1200

617

450(возг.)

447( разл.)

Агрегатное состояние

Бесцветные кристаллы

Бесцветные гигроскопич. кристаллы.

Светло-желтые кристаллы

Желтые кристаллы

Плотность, г/см³

4,51

3,45

4,74

4,72

Растворимость в воде, г/л.

33,5( 22^оС)

Энергия связи In – Hal, кДж/моль

555

374

333

270

К.Ч.

6

6

6

4

Кристаллическая решетка

гексагональная

моноклинная

моноклинная

Соединение

TlF

TlCl

TlBr

TlI

Цвет

белый

белый

желтоватый

Желтый или красный

Удельный вес

8,36

7,00

7,5

7,29

Температура плавления, ^оС

327

430

456

440

Температура кипения, ^оС

855

806

815

824

Межатомное расстояние в молекуле пара, А

2,54

2,67

2,91

Растворимость моль/л, при 18^оС

Очень легко растворяется

12,7

1,48

0,17

Теплота образования, ккал/моль

77,1

48,5

41,3

31,2

Плотность, г/см³

8,23

7,00

7,22

7,29

Тип решетки

NaCl

CsCl

CsCl

NaCl

TlF₃

TlI₃

Цвет

белый

белый

∆ Н_, кДж/моль

573

359

Температура плавления, ^оС

550 (разл.)

155 (разл.)

К.Ч.

6

6

Плотность, г/см³

8,65

Кристаллическая решетка

орторомбическая

моноклинная

Температура кипения, ^оС

930

B₄C

B₁₃C₂

структура

Черные кристаллы с ромбоэдрической решеткой

Черные кристаллы с ромбоэдрической решеткой

Параметры решетки

а = 0,5598 нм,

с = 1,2120 нм,

z = 3,

пространственная группа R3m

а = 0,5630 нм,

с = 1,2190 нм,

z = 3,

пространственная группа R3m

Температура плавления, ^оС

2450(разл.)

2460

Плотность, г/см³

2,52

2,46

Температурный коэффициент линейного расширения, K^-1

4,5*10^-6 (300-1100 K)

5,5*10^-6 (300-1100 K)

Микротвердость, ГПа

49,1

55,9

С_р^о , Дж/(моль*К)

53,09

∆ Н _пл, кДж/моль

105

∆ Н _обр, кДж/моль

-62

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

27,11

Давление пара над твердым веществом, Па

0,091(300 К)

8,2(2522 К)

Теплопроводность, Вт/(м*К)

121,4(300 К)

62,8( 970 К)

Модуль упругости, ГПа

450

Полупроводник

p-типа

n-типа

Описание

Одно из наиболее устойч. Соединений. Окисляется на воздухе выше 600^оС. Не раств. в воде и минеральных к-тах и их смесях, разлагается кипящими растворами щелочей. Не взаимод. с S,P,N₂ до 1250^ОС, реагирует с Cl₂ок. 1000 ^ОС с образованием BCl₃ и С. Получают его главным образом восстановлением B₂O₃ углеродом (сажей) при 1900-2150 ^ОС. Применяют для изготовления абразивных и шлифовальных материалов, в качестве полупроводников и диэлектриков. Он содержится в наплавочных составах для повышения стойкости металлич. пов-стей к мех. Воздействию. Карбид обогащенный изотопом ¹⁰B – поглотитель нейтронов в ядерных реакторах.

BN

α

β

γ

цвет

белый

черный

Серый

Кристаллическая решетка

Гексагон.

Кубич. (типа сфалерита)

Гексагон. (типа вырцита)

Параметры решетки, нм

а = 0,2504,

с = 0,6661

а = 0,3615

а = 0,2550, с = 0,4230

Число формульных единиц в ячейке

2

4

2

Пространственная группа

P6₃/mmc

F43m

P6₃mc

Плотность, г/см³

2,29

3,45

3,40

Температурный коэффициент линейного расширения, К^-1

По оси а = 2,9*10^-6, по оси с = 40,5*10^-6

По оси а = 2,8*10^-6

По оси а = 2,7*10^-6,

, по оси с = 3,7*10^-6

Ширина запрещенной зоны, эВ

3,7

6-7

2,1

Температура Дебая, К

2000

1720

1460

Микротвердость, ГПа

0,1-0,7

60-98

49-57

Модуль Юнга, ГПа

34-87

840

790

Температура плавления,^оС

Около 3000

С_р^о , Дж/(моль*К)

19,71

∆ Н _пл, кДж/моль

81

∆ Н _обр, кДж/моль

-250,5

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

14,81

Давление пара над твердым BN, Па

5 при 2000 К

Свойства

Полупроводник. Устойчив в атмосфере О₂ до 700^оС разлагается горячими растворами щелочей с выделением NH₃. Получают его главным образом взаимодействием B₂O₂ с NH₃ около 2000^оС в присутствии восстановителя ( обычно угля), а также плазмохимическим методом ( аморфный бор подают в струю азотной плазмы при 5000-6100 К). BN служит для изготовления высокоогнеупорных материалов, термостойкого волокна, как сухая смазка в подшипниках, полупроводник или диэлектрик.

Соединение

Плотность, г/см³

Растворимость в воде (25^оС), % по массе

Температура обезвоживания, ^оС

Температура плавления безводной соли, ^оС

Температура боратовой перегруппировки, ^оС

Бура, Na₂B₄O₇*10H₂O

1,71

2,5

40-400

742

Ашарит, Mg₂B₂O₅* H₂O

2,72

0,14

615-660

1340

Гидроборацит, CaMgB₆O₁₁*6 H₂O

2,17

0,22

170-440

780

Калиборит, KMg₂B₁₁O₁₉*9H₂O

2,13

1,6

100-600

815

650

Колеманит, Ca₂B₆O₁₁*5 H₂O

2,42

0,26

150-600

950

710

Пандермит, Ca₄B₁₀O₁₉*7 H₂O

2,42

0,18

120-600

Ок. 800

Натрия метаборат, NaBO₃*4 H₂O

1,91

20,2

58-306

968

Калия метаборат, KBO₂*4/3 H₂O

2,23

42,7

100-250

950

Калия пентаборат, KB₅O₈*4 H₂O

1,74

3,4

50-350

780

457

Аммония тетраборат, (NH₄)₂B₄O₇*4 H₂O

8,76

87

192(с разл.)

Магния метаборат, Mg(BO₂)₂*8 H₂O

2,29

0,1

80-350

988

760

Кальция метаборат, Ca(BO₂)₂*2 H₂O

2,60

0,25

350-500

1154

700

Бария гексаборат, BaB₆O₁₀*4 H₂O

2,3

0,52

180-450

670

Свинца метаборат, Pb(BO₂)₂* H₂O

4,9

160

600

540

Соединение

Температура плавления, ^оС

Температура кипения, ^оС/мм.рт.ст.

Триметилборат,

(CH₃O)₃B

-29

69/760

Триэтилборат,

(C₂H₅O)₃B

-85

117/760

Трибутилборат,

(C₄H₉O)₃B

115/15

Три-β-хлорэтилборат,

(ClCH₂CH₂O)₃B

97-98

112/0,05

Трифенилборат

(C₆H₅O)₃B

92-93

177-178/0,5

Бутокси (этилендиокси)-боран

C₄H₉OB-OCH₂-OCH₂

108/35

Атом В в боратах находится в sp²-гибридизованном состоянии, три связи B-O лежат в одной плоскости, угол между двумя соседними связями близок к 120^оС.

Способы получения: Действие спиртов, фенолов, диолов на Н₃BO₃, B₂O₃, BCl₃ или буру. Взаимодействие BHal₃ или B₂O₃ с простыми или сложными эфирами, альдегидами, кетонами, силикатами, фосфатами. Окисление R₃B. Термическое разложение M[B(OR)₄].

Бораты гидролизуются водой до B(OH)₃ и ROH, переэтерифицируются спиртами и фенолами (кроме пространственно затрудненных).

Применение: Бораты могут быть использованы как антиоксиданты, катализаторы окисления парафинов в спирты( ароматич. Соединений – в фенолы), в синтезе органических и биоорганических соединений, красителей, для разделения цис- и транс-диолов, защиты гидроксильных групп ( напр. в полиолах), как фунгициды, антисептики, добавки, улучшающие некоторые свойства моторных топлив, смазочных масел, полимеров.

Борид

Т_пл., ^оС

Теплопроводность, Вт/(м*К)

С_р^о , Дж/(кг*К)

Температурный коэффициент линейного расширения, 10^-6К^-1

Р, мкОм*м

Температурный коэффициент р, 10^-3 К^-1

Работа выхода электронов, эВ

Микротвердость, ГПа

TiB₂

3225

64,5

636

5,2

0,09

2,0

3,88

33,7

ZrB₂

3225

58,2

445

5,9

0,10

2,3

3,60

22,5

HfB₂

3380

51,1

249

6,3

0,10

3,3

3,85

29,0

VB₂

2745

42,3

7,6

0,23

2,1

3,95

28,0

NbB₂

3035

23,9

417

8,0

0,26

1,0

3,65

26,0

TaB₂

3035

15,9

289

8,2

0,33

1,2

3,66

26,0

CrB₂

2200

31,8

696

10,5

0,30

1,2

3,36

21,0

Mo₂B₅

2200

26,8

8,6

0,26

3,3

3,95

23,5

W₂B₅

2370

31,8

7,8

0,22

4,3

2,95

26,6

CaB₆

2230

23,0

6,5

1,2

2,86

27,0

LaB₆

2740

47,7

572

6,4

0,08

2,6

2,66

28,0

SmB₆

2540

13,8

439

6,8

2,60

10^-3

4,40

25,0

Свойства:

Взаимодействие между атомами металла и бора в боридах относительно слабое, поэтому их структуру рассматривают как две слабо связанные подрешетки. Структура низших боридов определяется металлической подрешеткой, а высших – борной. В соединениях типа М₄В и М₂В атомы В изолированы друг от друга, в соединениях типа МВ они образуют одинарные зигзагообразные цепи, в М₃В₄ – сдвоенные цепи. По мере увеличения содержания В структура боридов значительно усложняется. Так в МВ₂ атомы В образуют плоские сетки, в МВ₄ – гофрированные сетки и каркасы в виде октаэдрических группировок, в МВ₆ – октаэдры, в МВ₁₂ – кубооктаэдры и икосаэдры, в МВ₆₆ – цепи икосаэдров. Гексагональная кристаллическая решетка характерна для МВ₂ и МВ₄, кубическая для М₂В, МВ, МВ₆, МВ₁₂, МВ₆₆, ромбическая для М₄В, МВ, М₃В₄, М₄В, МВ₁₂.

С возрастанием содержания бора в пределах бинарной системы растёт доля ковалентных связей В-В и уменьшается взаимодействие М-В, в результате чего повышаются твердость, температура плавления, теплопроводность и электрическая проводимость и уменьшается температурный коэффициент линейного расширения. Одновременно возрастает химическая стойкость. Бориды устойчивы к действию воды( кроме низших боридов Ве и Mg), соляной, фтористоводородной и карбоновых кислот. Легко разлагаются HNO₃ и H₂SO₄ при нагревании. Взаимодействуют с расплавами щелочей, карбонатов и сульфатов щелочных металлов.

Способы получения:

Взаимодействие металла с В с использованием внешнего нагрева ( спекание, сплавление) либо инициированием внеш. источником тепла с послед. разогревом реагентов благодаря выделению теплоты реакции. Восстановление оксида металла смесью В и С, карбидом бора или бором в вакууме. Электролиз расплавов боратов и оксидов металлов

TiB₂

ZrB₂

CrB₂

LaB₆

CaB₆

Название

Диборид титана

Диборид циркония

Диборид хрома

Гексаборид лантана

Гексаборид кальция

Агрегатное состояние

Черные кристаллы

Серые кристаллы

Серые кристаллы

Фиолетово-пурпурные кристаллы

Черные кристаллы

Тип решетки

Гексагональная решетка

Гексагональная решетка

Гексагональная решетка

Кубическая решетка

Кубическая решетка

Параметры решетки, нм

а = 0,3026,

с = 0,3313

а = 0,1368,

с = 0,3528

а = 0,2970,

с = 0,3074

а = 0,4156

а = 0,4145

Своиства и применение

Используют для изготовления испарителей для расплавов металлов и футеровки электролизеров, как компонент жаростойких сплавов, инструментальных материалов.

Устойчив в расплавах цветных и черных металлов, металлургических шлаков. Характеризуется стабильностью термоэлектрических свойств. Используют для изготовления защитных чехлов и элементов термопар.

Обладает высокой износостойкостью. Компонент износостойких наплавочных покрытий.

Обладает хорошими термоэмиссионными свойствами. Устойчив к ионной бомбардировке и в агрессивных газовых средах. Применяют в качестве эмиттеров в электроннолучевых устройствах средней и высокой мощности.

Используют как абразив, нейтронопоглащающий материал.

соединение

Температура плавления, ^оС

Плотность, г/см³

∆ Н _обр, кДж/моль

Li[BH₄]

283 (c разл.)

0,681

-193,83

Na[BH₄]

505 (с разл.)

1,074

-190,73

K[BH₄]

640

1,771

-163,34

Cs[BH₄]

660 ( с разл.)

2,361

-263,34

Be[BH₄]

125 ( с разл.)

,604

-107,84

Mg[BH₄]

305 ( с разл.)

1,046

-152,57

Al[BH₄]

-64,5

0,544

-301,38

Zr[BH₄]

28,7

1,13

Растворитель

Li[BH₄]

Na[BH₄]

K[BH₄]

Вода

20,9(10^оС)

33,1(20^оС)

18,4(20^оС)

Жидкий NH₃

30,4(0^оС)

104,0(1,9^оС)

20,0(10^оС)

Эфир

4,28(25^оС)

0,1(20^оС)

ТГФ

28,0(25^оС)

11,0(40^оС)

диглим

1,79(25^оС)

24,27(30^оС)

Соединение

Кристаллическая решетка

Параметры ячейки (длины ребер, нм)

Температура плавления, ^оС

Плотность, г/см³

β-NaAlO₂

Ромбическая

а = 0,537

b = 0,521

с = 0,707

1800

2,693

α LiAlO₂

Ромбоэдрическая

а = 0,5006

α = 32,50

900

3,38

γ LiAlO₂

Тетрагональная

а = 0,5181

с = 0,6290

1610-1700

2,56

LiAl₅O₈

Кубическая

а =0,7908

Около 2000

3,606

Сa₃Al₂O₆

Кубическая

а = 1,5262

1535

3,00

MgAl₂O₄

Кубическая

а = 0,809

2135

3,6

LaAlO₃

Ромбоэдрическая

а = 0,5357

α = 60,1

2373

5,84

LaAl₁₁O₁₈

Гексагональная

а = 0,5556

с = 2,2030

1925

4,03

YAlO₃

Ромбическая

а = 0,5180

b = 0,5330

с = 0,7375

2150

5,35

Y₃Al₅O₁₂

Кубическая

а = 1,2007

2213

4,55

Sm₄Al₂O₉

моноклинная

а = 0,762

b = 1,068

с = 1,115

β = 108,5

2250

Соединение

Мол.м

Температура плавления, ^оС

Температура кипения, ^оС/мм.рт.ст

Плотность, г/см³

Триметилалюминий

(CH₃)₃Al

72,08

15

130

0,752

Диметилалюминийхлорид

(CH₃)₂AlCl

107,54

83-84/200

Триэтилалюминий

(C₂H₅)₃Al

114,16

-52,5

136/100

0,875

Диэтилалюминийхлорид

(C₂H₅)₂AlCl

120,56

-74

127/50

0,96

Этилалюминийдихлорид

(C₂H₅)AlCl₂

126,96

32

113/50

1,222

Тетраэтилалюминат натрия

[(C₂H₅)₄Al]Na

166,20

125

Трипропилалюминий

(C₃H₇)₃Al

56,24

-84

110/10

0,820

Триизобутилалюминий

(изо-C₄H₉)₃Al

198,33

-6

86/10

0,78

Диизобутилалюминийгидрид

(изо-C₄H₉)₂AlH

142,28

117/1

Диизобутилалюминийхлорид

(изо-C₄H₉)₂AlCl

176,06

-39

60/3

0,905

AlN

Агрегатное состояние

Бесцветные кристаллы

Тип решетки

Гексагональная решетка типа вюрцита

Параметры решетки, нм

а = 0,3111 ,

с = 0,4975 ,

z = 2,

пространственная группа P6₃mc

Температура плавления,^оС

2430-2630

С_р^о , Дж/(моль*К)

30,1

∆ Н _пл, кДж/моль

Около 68

∆ Н _обр, кДж/моль

-319

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

20,2

Теплопроводность, Вт/(м*К)

30,14

Температурный коэффициент линейного расширения, K^-1

4,03*10^-6

Ширина запрещенной зоны, эВ

Выше 5

Твердость по Моосу

9

Микротвердость, ГПа

12

Модуль упругости, ГПа

350(300 К)

280(1673 К)

Свойства

Окисляется на воздухе выше 900^оС. С минеральными кислотами на холоду практически не взаимодействует, горячими кислотами медленно разлагается. При нагревании реагирует с растворами щелочей.

Получение

Взаимодействие азота с алюминиевой пудрой около 1200^оС

Применение

В качестве огнеупорного материала для футеровок ванн, электролизеров, муфельных печей, тиглей, чехлов для термопар, для нанесения коррозионностойких и износостойких покрытий на сталь, графит.

Соединение

Плотность, г/см³

∆ Н _обр, кДж/моль

Температура разложения, ^оС

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

Li[AlH₄]

0,917

-107,1

150-170

787

Na[AlH₄]

1,28

-113,1

220-230

1240

K[AlH₄]

1,33

-166,7

276-296

1290

Cs[AlH₄]

2,84

-165,0

294-325

1508

Mg[AlH₄]₂

1,05

-234

118

Ca[AlH₄]₂

-184,3

230

B₂S₃

Al₂S₃

Ga₂S₃

In₂S₃

Tl₂S₃

Агрегатное состояние

бесцветн. кристаллы

Прозрачные желтые игольчатые гексагональные кристаллы

Тип решетки

Кристаллический или стекловидный

гексагональный

Кубический или гексагональный

кубический

аморфный

Длина связи

Энергия связи

Т пл

1120

1250

1050.

Т кип

600

∆Н298КДж/моль

-252(т)

-724

-510,448

-351,456

500,406

∆G

-505,427

-337,196

685,715

∆S Дж/мольК

327(г)

-703,778

169,594

Ср Дж/мольК

80,7(г)

117,988

397,392

теплопроводность

электропроводность

Получение

При действии воды подвергается полному гидролизу. Получают из элементов при высокой температуре (сжигание проволоки, ленты или листочков металлического алюминия в парах серы, введение серы в расплавленный алюминий). Другие способы получения: реакция сероводорода с металлическим алюминием, нагретым до 830-1350оC, нагревание порошка металлического алюминия с Ag2S, ZnS, PbS или Sb2S3, восстановление безводного сульфата алюминия водородом при нагревании.

Сульфид индия можно получить при нагревании металла с серой или при пропускании сероводорода в слабокислый раствор соли индия. Его цвет изменяется от желтого через красный до коричневого. Цвет и кристаллическая структура этого вещества, по-видимому, связаны со скоростью образования, которая в свою очередь зависит от раствора, из которого сульфид индия осаждается сероводородом. Из раствора хлорида индия выпадает желтый осадок, который состоит из мелких частиц или имеет неупорядоченную структуру. По-видимому, это объясняется быстрым ростом кристаллов. Из раствора сульфата индия образуется соль красного цвета, обладающая определенной структурой, которая обнаруживается при рентген оструктурном анализе. По-видимому, в этом случае рост кристаллов происходит с меньшей скоростью. Это может быть связано с электрохимическими свойствами индия, описанными в следующем разделе.

GaN

GaP

Агрегатное состояние

Кристаллы

Оранжевые или зеленовато-желтые кристаллы с алмазным блеском

Тип решетки

Решетка типа вюрцита

Решетка кубическая типа сфалерита

Параметры решетки, нм

а = 0,3186,

b = 0,5178

а = 0,54495

Температура плавления, ^оС

1700

1790

Плотность, г/см³

6,1

4,1297

∆ Н _обр, кДж/моль

-109,8

-102,6

Ширина запрещенной зоны, эВ

3,39(27^оС)

2,25(27^оС)

свойства

Не взаимодействует с водой, растворами минеральных кислот и царской водкой, медленно реагирует с растворами щелочей, окисляется на воздухе при 800^оС.

Устойчив к действию кислорода воздуха до 700^оС. Не взаимодействует с водой, практически не реагирует с серной и соляной кислотой, медленно взаимодействует при нагревании с азотной и фтористоводородной кислотами, царской водкой, разлагается растворами щелочей при нагревании с выделением PH₃.

применение

Материал для светодиодов и прозрачных диэлектрических покрытий. Перспективен как материал инжекционных лазеров.

Полупроводниковый материал для светодиодов, солнечных батарей, датчиков Холла, оптических фильтров.

С_р^о , Дж/(моль*К)

44

∆ Н _пл, кДж/моль

122,4

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

51,9

Температурный коэффициент линейного расширения, K^-1

5,78*10^-6

Теплопроводность, Вт/(м*К)

110

Подвижность электронов, см²/(В*с)

300

GaSb

GaAs

Название

Антимонид галлия

Арсенид галлия

Агрегатное состояние

Светло-серые кристаллы с металлическим блеском

Темно-серые с фиолетовым оттенком и металлическим блеском кристаллы.

Тип решетки

Параметры решетки, нм

Кубическая типа сфалерита

а=0,609593

Кубическая типа сфалерита

а=0,565321

Температура плавления, ^оС

712

1238

Плотность, г/см³

5,6137(20^оС)

5,317(20 ^оС)

С_р^о , Дж/(моль*К)

48,6

46,9

∆ Н _пл, кДж/моль

65,19

105,6

∆ Н _обр, кДж/моль

-44,2

-74,1

∆ S ₂₉₈ , Дж/(моль*К)

76,17

64,27

Температурный коэффициент линейного расширения, K^-1

6,7*10^-6

5,93*10^-6

Теплопроводность, Вт/(м*К)

35

150

Ширина запрещенной зоны, эВ

0,79( 27 ^оС)

1,428( 27 ^оС)

Подвижность электронов, см²/(В*с)

4000

8500

Свойства

Устойчив на воздухе и в воде, медленно взаимодействует с минеральными кислотами и концентрированными растворами щелочей.

Устойчив к кислороду воздуха и парам воды до 600^оС, медленно реагирует с H₂SO₄ и соляной кислотой с выделением AsH_3.

Получение

Сплавлением Ga с 5 % избытком Sb в атмосфере H₂ в кварцевых или графитовых контейнерах, после чего GaSb гомогенизируют зонной плавкой.

Сплавлением Ga с As под давлением паров As около 100кПа.

Применение

Полупроводниковый материал для СВЧ-диодов, транзисторов, микроволновых детекторов.

Один из основных полупроводниковых материалов материалов для интегральных микросхем, фотоприемников, СВЧ- и фотодиодов, транзисторов, инжекционных лазеров, оптических фильтров и модуляторов лазерного излучения, солнечных батарей и др.

Соединение

Мол.масса

Температура плавления,^оС

Температура кипения,^оС

Триметилгаллий

Ga(CH₃)₃

114,83

-15,8

55,7

Триэтилгаллий

Ga(C₂H₅)₃

156,91

-82,5

142

Трифенилгаллий

Ga(C₆H₅)₃

301,04

166

Эфираттриметилгаллия

Ga(CH₃)₃*O(C₂H₅)₂

188,95

-76

98,3

Агрегатное состояние

Температура плавления, ^оС

Плотность, г/см³

Ga₂S₃

Белые, светло-желтые или оранжевые кристаллы

1125

3,74

Ga₂S₂

Желтые кристаллы

1015

3,75

Ga₂Se₂

Темно-красные кристаллы

960

5,03

Ga₂Te₃

Черные кристаллы

810

5,582

Соединение

Цвет

Плотность, г/см³

Температура плавления, ^оС

∆ Н _обр, кДж/моль

Ширина запрященной зоны, эВ

In₂S₃

Красно-коричневый

4,9

1090

-351

1,1

InS

Красный

5,18

692

-121

In₂Se₃

Темно- фиолетовый

5,67

890

-344

1,2

InSe

Темно-коричневый

5,7

660

-118

1,1

In₂Te₃

Черный

5,78

667

-192

1,0

InTe

Сине-стальной

6,29

696

-71

Вещество

ПР

-lgПР

Al(OH)₃

10^-32

32

TlBr

3,9*10^-6

5,41

TlBrO₃

8,5*10^-5

4,07

Tl₂CO₃

4*10^-3

2,4

TlCl

1,7*10^-4

3,76

Tl₂CrO₄

9,8*10^-13

12,01

TlI

3,6*10^-8

7,44

TlIO₃

3,4*10^-6

5,47

Tl(OH)₃

10^-45

45

Tl₂S

5*10^-21

20,3

AlASO₄

1,6*10^-16

15,80

AlPO₄

5,75*10^-19

18,24

Ga₄[Fe(CN)₆]

1,5*10^-34

33,82

Ga(OH)₃

7,1*10^-36

35,15

In₄[Fe(CN)₆]

1,9*10^-44

43,72

In(OH)₃

5*10^-34

33,3

In(IO₃)₃

3*10^-3

2,5

In₂S₃

1*10^-88

88

TlClO₄

4*10^-2

1,4

Tl₃Co(NO₂)₆

1,0*10^-16

16,00

Tl₄Fe(CN)₆

5*10^-10

9,3

Tl₃PO₄

6,7*10^-8

7,18

Tl₂PtCl₆

4*10^-12

11,4

TlReO₄

1,2*10^-5

4,92

TlSCN

1,7*10^-4

20,30

Tl₂SO₃

6,3*10^-4

3,2

Tl₂SO₄

4*10^-3

2,4

Tl₂S₂O₃

2,0*10^-7

6,70

TlVO₃

1*10^-5

5

Tl₄V₂O₇

1*10^-11

11