ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕЛЕМЕНТІВ ГОЛОВНОЇ ПІДГРУПИ III ГРУПИ
До елементів головної підгрупи III групи належать Бор В, Алюміній Аl, Галій Ga, Індій In, Талій ТІ.
У цій підгрупі зверху вниз наростають металічні властивості елементів, дднак ці елементи ще мають досить високу електронегативність і тому не утворюють гідрогеновмісних сполук сольової природи. Посилення металічних властивостей із зростанням протонного числа елементів виявляється у влас¬тивостях їхніх оксидів і гідроксидів. Так, оксид бору має кислотний характер і є ангідридом боратної кислоти, оксиди і гідроксиди алюмінію, галію й індію — амфотерні, оксид і гідроксид талію(Ш) мають основний характер.
БОР. ДОБУВАННЯ І ВЛАСТИВОСТІ
Загальний вміст Бору у земній корі становить 3 • 10 %. У вільному стані Бор не трапляється. Здебільшого він перебуває у вигляді кальцієвих і магніє¬вих солей поліборатних кислот (В2О3)n • (Н2О)m а також бури Na2B4O7 х 10Н2О. Бор у вигляді ортоборатної кислоти виявлено у воді деяких гарячих джерел. Бор входить до складу рослинних і тваринних організмів, він належить до мікроелементів, наявність яких у ґрунті сприяє підвищенню врожайності деяких культур.
Природний Бор складається з двох стабільних нуклідів: 11В (80 %) та 10В (20 %). Технічний бор добувають магнійтермічним відновленням борного ангідриду В2О3:
ЗMg + В2О3 = 3MgO + 2В.
Продуктом реакції є аморфний бор.
Бор можна добути також електролітичним відновленням розплаву суміші боратів і фтороборатів лужних металів.
Чистий кристалічний бор добувають відновленням галогенідів бору вод¬нем (на танталовій дротині):
а також термічним розкладанням В2Н6 і BІ3.
Бор існує в аморфній (коричневій) і кристалічній (чорній) формах. Темпе¬ратура плавлення бору досягає 2075, температура кипіння — 3700 °С, густи¬на — 2,34 г/см3.
У сполуках Бор може мати координаційні числа 3 і 4.
Донорно-акцепторною взаємодією зумовлено утворення міцного комп¬лексного тетрафтороборат-іона [BF4]-, який має тетраедричну структуру, а також наявність великої кількості неорганічних полімерів, до складу яких входить Бор.
З воднем бор безпосередньо не взаємодіє. Тому борани добувають непрямими способами. Під дією хлоридної кислоти на Mg3B2 утворюється суміш боранів. Найпростіший із них — диборан В2Н6; В3Н8, В4Н10 є газами, В5Н9, В6Н10 — рідини, В10Н14 — тверда речовина.
АЛЮМІНІЙ. ДОБУВАННЯ І ВЛАСТИВОСТІ
Вміст Алюмінію у земній корі становить 8 %. За поширенням Алюміній займає четверте місце (після О, Н і Si). Алюміній входить до складу алюмо¬силікатів, з яких утворена земна кора. Він трапляється у вигляді частково гідратованого оксиду Аl2О3 • nН2О (боксит), а найбільша його кількість вхо¬дить до складу алюмосилікатів: KAISi3O8 — польовий шпат, КАl3Н8(SіО4)3 — мусковіт (слюда), Аl2О3 • 2SiO2 • 2Н2О — каолін.
Вперше алюміній був добутий Ф. Велером у 1827 р. відновленням хлориду алюмінію металічним калієм.
Нині великі кількості алюмінію добувають електролізом розплавленої суміші Аl2О3 з кріолітом Na3AlF6. Використання кріоліту дає змогу знизити температуру електролізу. Суміш, що містить 10 % Аl2О3 і 90 % Na3AlF6, пла¬виться за температури 960 °С; електропровідність, густина і в'язкість цієї суміші такі, що найбільше сприяють проведенню електролізу.