Nhóm bor

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]

Nhóm bor (nhóm 13)
Nhóm 12 ←    → Nhóm carbon
Số nhóm IUPAC 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
Legend Nguyên tố tự nhiên Nguyên tố tổng hợp Atomic number color: Màu đen=thể rắn
x t s

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
	In2O
Thali	Tl2O3	TlH3	TlF	TlCl
	Tl2O	TlH	TlF3	TlCl3
	TlO2		TlF3− 4	TlCl2
	Tl4O3		TlF2− 3	Tl2Cl3
Nihoni	(Nh2O)[lower-alpha 1]	(NhH)	(NhF)	(NhCl)	NhOH
	(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

1. 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

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.
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.
8. Downs, pp. 197–201
9. Daintith, John (2004). Oxford dictionary of chemistry. Market House Books. ISBN 978-0-19-860918-6.
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
13. 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.