Najznačajnije osobine i jedinjenja elemenata trinaeste grupe periodnog sistema elemenata ns2 np1 U trinaestu grupu periodnog sistema elemenata spadaju.

Παρουσίαση με θέμα: "Najznačajnije osobine i jedinjenja elemenata trinaeste grupe periodnog sistema elemenata ns2 np1 U trinaestu grupu periodnog sistema elemenata spadaju."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Najznačajnije osobine i jedinjenja elemenata trinaeste grupe periodnog sistema elemenata
ns2 np1 U trinaestu grupu periodnog sistema elemenata spadaju elementi: bor (5B), aluminijum(13Al), galijum (31Ga), indijum(49In) talijum (81Tl).

2 Nalaženje u prirodi Bor se u prirodi nalazi u obliku jedinjenja - BORAKS Na2[B4O5(OH)4] .8H2O - KERNIT Na2B4O7 .7H2O Aluminijum spada u litofilne elemente i najrasprostranjeniji je metal u litosferi (7,68 %mas.) Aluminijum se u najvećoj količini u obliku gline, laporaca, ilovače, kaolina i ortoklasa

3 Najrasprostranjeniji alumosilikati su iz grupe feldspata
ortoklas-K(AlSi3O8) albit Na(AlSi3O8) anortit- Ca(Al2Si2O8)

4 Manje količine aluminijuma su u obliku oksida i hidroksida:
boksita-Al2O3.nH2O, korunda-Al2O3, džipsita-Al(OH)3, džipsit

5 boksit korund

6 beril-Be3Al2(Si6O18) SMARAGD

7 rubin lazurit safir tirkiz

8 Osobine elemenata Bor je metaloid dok su ostali metali
Bor gradi čvrste atomske kristalne rešetke sa kovalentnim vezama, a ostali metalne kristalne rešetke Bor ima više T.T. i T.K. od ostalih elemenata i znatno je tvrđi Ementi 13. grupe su mekši u odnosu na ostale metale osim metala prve i druge grupe Svi osim bora su dobri provodnici toplote i elektriciteta

9 Svi osim bora su srebrne boje i metalnog sjaja
Bor i aluminijum su male gustine dok sa porastom rednog broja raste gustina (Al je lak metal) Imaju nižu prvu energiju jonizacije od druge grupe Iako imaju veliku energiju jonizacije svi osim B mogu da grade stabilne 3+ jone U jedinjenjima im je oksidacioni broj +3 Svi osim bora mogu da grade jonske i kovalentne veze što zavisi od razlike elektonegativnosti Talijum može da gradi stabilna jedinjenja sa oksidacionim brojem +1

10 Mogu da se jedine sa većinom nemetala međutim za reakcije je potrebna povišena temperatura
B gradi stabilne hidride dok svi grade stabilne okside i halogenide B+ H2→ BH3 (B2H6) B+ O2 → B2O3 B+ Cl2 → BCl3 4Al + 3O2 → 2Al2O3 sagoreva izuzetno blještavim plamenom uz oslobađanje velike količine toplote Al je postojan na vazduhu zbog pasivizacije aluminijum(III)-oksida (Al2O3) koja ga štiti od dalje oksidacije i čini inertni

11 U svojim jedinjenima aluminijum ima oksidaciona stanja +1 i +3 pri čemu su jedinjena sa oksidacionim stanjem +3 stabilnija. Hemijska veza u jedinjenima aluminijuma nije čisto jonska već u izvesnom udelu je kovalentna a postoje i jedinjenja u kojima je prisutna isključivo kovalentna veza. Energije jonizacije od I-III iznose: 5,99; 18,83 i 28,85 eV koeficijent elektronegativnosti je 1,5

12 Indirektnim putem daje jedinjenja sa vodonikom –hidride koji su polimerna jedinjenja sastava (AlH3)n. Reaguje sa fluorom,hlorom i bromom ,na sobnoj temperaturi,a sa jodom na povišenoj (ili u prisustvu katalizatora) U trihalogenidima (AlX3) je prisutna kovalentna veza osim u trifluoridu gde je jonska veza: Aluminijum (III)-fluorid je supstanca visoke temperature topljenja i nerastvorna u vodi.

13 Sa sumporom ,na povišenoj temperaturi nastaje aluminijum(III)-sulfid (Al2S3) koji u vodi hidrolizuje. Al2S3+6H2O→2Al(OH)3+3H2S Pored sulfida aluminijum gradi nitride (AlN), fosfide (AlP) i druga jedinjenja sa nemetalima. Ako se sa površine aluminijuma ukloni oksidna opna on reaguje sa vodom i razblaženom hlorovodoničnom kiselinom: 2Al+ 6H2O→2 Al(OH)3+3H2 2Al+6HCl →2AlCl3 +3H2

14 U vrlo koncentrovanim i vrlo razblaženim rastvorima sumporne i azotne kiseline aluminijum se ne rastvara jer se na površini stvora sloj kompaktnog oksida - Al2O3 U rastvorima navedenih kiselina srednje koncentracije aluminijum se rastvara i nastaju Al2(SO4)3 i Al(NO3)3. Aluminijum se rastvara u rastvoru NaOH pri čemu nastaje u vodi rastvorno, bezbojno,kompleksno jedinjenje aluminijuma- natrijum-heksahidroksoaluminat(III): 2Al+6NaOH+6H2O→2Na3/Al(OH)6/+3H2. ili natrijum-tetrahidroksoaluminat(III) 2Al+2NaOH+6H2O→2Na/Al(OH)4/+3H2.

15 Aluminijum gradi kompleksna jedinjenja sa koordinacionim brojevima 4 i 6 koja sadrže sledeće kompleksne jone /Al(H2O)3/3+ /AlF6/3- /Al(OH)6/3- ,/AlCl4/- , / AlBr4/.

16 Oksidi bora i aluminijuma
B2O3 + H2O → HBO2 metaborna kiselina B2O3 + H2O → H3BO3 ortoborna kiselina B2O3 + H2O → H2B4O7 tetraborna kiselina Aluminijum(III)-oksid postoji u amorfnom i u kristalnom obliku:od dve kristalne modifikacije (α i γ) α predstavlja stabilnu modifikaciju ovog oksida koja se kao mineral korund javlja u prirodi. Po svojim hemijskim osobinama aluminijum(III)-oksid je amfoternih karakteristika. Al2O3 + H2O → Al2O3 + H2O + NaOH → 2Na[Al(OH)4] Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 +3H2O

17 Aluminijum(III)-hidroksid se dobija indirektnim putem
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3↓ + 3 NaCl nerastvoran u vodi i amfoternih je osobina Kristalni oblik ovog hidroksida se kao mineral džipsit javlja u prirodi. Njegovim zagrevanjem (200 ◦C) dešava se reakcija: Al(OH)3 → H2O+ AlOOH pri kojoj nastaje aluminijum(III)-oksihidroksid koji se nalazi u prirodi.

18 silikati, fosfati i fluoridi
Gradi i dvojne soli –stipse čiji je sastav: NaAl(SO4)2.12 H2O i KAl (SO4)2 .12H2O. Većina soli aluminijuma (hloridi,nitrati,sulfati,hlorati ) su dobro rastvorne u vodi a nerastvorni su silikati, fosfati i fluoridi

19

20 dobijanje bistre baze i oslobađanje od jalovine,
Dobijanje aluminijuma Osnovna ruda iz koje se procesom prerade dobija je boksit Faze u procesu proizvodnje mlevenje rastvaranje u natrijum hidroksidu u autoklavima pri čemu se dobija baza natrijum aluminat, dobijanje bistre baze i oslobađanje od jalovine, dobijanje i topljenje hemijski skoro čiste glinice (Al2O3) sa kriolitom, elektroliza rastopa sa izdvajanjem metalnog aluminijuma u tečnom stanju.

21 Fabrika boksita Milići

22 Dobijanje Al iz boksita

23 Tečni aluminijum se presipa u grafitne lonce i lije.
Ovako dobijeni aluminij se naziva topionički ili tehnički aluminijum čistoće 99%-99,8%. Aluminijum visoke čistoće 99,99% se dobija elektrolitičkom rafinacijom ,a koristi se za zaštitu i izradu delova koji su izloženi koroziji.

24 OD BOKSITA DO GLINICE Al2O3
OD BOKSITA DO GLINICE Al2O3 . nH2O + NaOH → Na[Al(OH)4] + nH2O Na[Al(OH)4] → NaOH + Al(OH)3 Žarenjem 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O glinica

25 ELEKTROLIZOM GLINICE u kriolitu dobija se Al K:2Al3+ +6e- 2Al
Grafitna anoda u kriolitu dobija se Al K:2Al3+ +6e- 2Al A: 3O2-  O2 + 6e- Smeša Katoda Fe Grafitna obloga istopljen Al

26

27

28

29

30 Aluminotermija