Слайд 1ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДГРУППЫ АЛЮМИНИЯ
Селезенев Р. В.
ЭЛЕМЕНТЫ ГЛАВНЫХ ПОДГРУПП
Слайд 2Основные минералы
боксит
Al2O3·H2O
каолинит
Al2O3·2SiO2·2H2O
алунит
(Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
корунд
Al2O3
Слайд 3Получение
электролитическое восстановление
Слайд 4Атомные и физические свойства
Слайд 5Алюминий
устойчив к коррозии благодаря образованию прочной тонкой оксидной пленки
после удаления
пленки медленно реагирует с водой
растворяется в разбавленных растворах минеральных кислот,
но пассивируется концентрированной HNO3
растворяется в растворах и расплавах щелочей
высокочистый алюминий совершенно пассивен к действию кислот
Слайд 6Оксиды и гидроксид алюминия
α-форма (корунд) – очень твердое и нереакционноспособное
вещество, при нагревании до 2000°С переходит в реакционноспособную γ-форму
Слайд 7Оксиды и гидроксид алюминия
имелись сведения о получении β-формы, но на
самом деле она представляет собой Na2O·6Al2O3
гидроксид (α-форму, байерит) получают пропусканием
CO2 через щелочной раствор алюмината на холоду
γ-форма (гиббсит) получается при выдерживании α-формы в водном растворе алюмината при 80°С
при нагревании (1800°С) оксида алюминия (III) с кремнием образуется газообразный Al2O
Слайд 8Алюминаты
β-алюминат натрия (NaAl11O17) является твердым электролитом, обладая высокой ионной проводимостью
другие
алюминаты (например, NaAlO2) используют при очистке воды, производстве бумаги, цеолитов,
керамики и катализаторов для нефтеперерабатывающей промышленности
Слайд 9Галогениды алюминия
моногалогениды получаются при реакции тригалогенидов с алюминием при 1000°С
в виде двухатомных короткоживущих структур
тригалогениды получают галогенированием металла или при
взаимодействии гидрогалогенидов с оксидом или гидрокисдом алюминия
Слайд 10Галогениды алюминия
безводные галогениды нельзя получить дегидратацией солей из-за присутствия устойчивых
катионов [Al(OH2)6]3+
хлорид алюминия димерен в газовой фазе, бромид и иодид
димерны даже в твердом состоянии
тригалогениды являются сильными кислотами Льюиса
это свойство позволяет получать аддукты различного состава, например, Cl3Al·OEt2, Br6Al2·C6H6 и др.
Слайд 11Галогениды алюминия
в реакции хлорида N-бутилпиридиния с AlCl3 при 25°С образуется
электропроводящая жидкость
такие ионные жидкости являются хорошими растворителями для множества соединения,
хотя весьма чувствительны к воде
Слайд 12Галлий, индий, таллий
мягкие серебристые, сравнительно реакционноспособные металлы, легко растворяющиеся в
кислотах (кроме таллия)
жидкий галлий хорошо смачивает стекло (образуя отличную зеркальную
поверхность), фарфор и большинство других поверхностей (кроме кварца, графита и тефлона)
индий и таллий не растворяются в растворах щелочей в отличие от галлия
Слайд 14Оксиды галлия
оксид галлия (I) относительно стабилен, представляет собой темно-коричневый диамагнитный
порошок
он получается при нагревании оксида галлия (III) с галлием
при 700°С, при реакции галлия с углекислым газом или диоксидом кремния
выше 800°С диспропорционирует
проявляет сильные восстановительные совйстваа
Слайд 15Гидроксид галлия, галлаты
по свойствам очень похож на гидроксид алюминия
при нагревании
оксида галлия с оксидами металлов образуются галлаты разного состава MIGaO2,
MIIGa2O4, MIIIGaO3
Слайд 16Галогениды галлия (III)
фторид получают из других галогенидов или разложением (NH4)3[GaF6]
или [GaF3(NH3)3] в отсутствие влаги
по свойствам очень похож на фторид
алюминия
хлорид и бромид обычно получают прямым синтезом при горении металла в галогене
иодид галлия получают кипячением галлия в растворе иода в сероуглероде
Слайд 17Галогениды галлия (III)
бесцветные кристаллические гигроскопичные вещества
в твердом и жидком состояниях
димерны
кислоты Льюиса, образуют аддукты с электронодонорными молекулами (ТГФ, эфиры и
т. д.)
Слайд 18Галогениды галлия (I) и (II)
известны все 4 галогенида GaX
образуются при
термическом разложении тригалогенидов
при нагревании тригалоенидов с галлием образуются более стабильные
частицы “GaX2”
дигалогениды растворимы в бензоле, взаимодействуют с донорными лигандами, образуя соединения со связью Ga(II)—Ga(II)
в водных растворах являются хорошими восстановителями по отношению, например, к [I3]-, Br2, [Fe(CN)6]3-, [Fe(bpy)3]3+
Слайд 19Оксиды индия
существует 2 оксида индия
трехвалентный оксид получается при сгорании индия
на воздухе (фиол. пламя) или при разложении солей и гидроксида
при
температуре выше 1200°С диссоциирует с образованием черного In2O
In2O можно получить при восстановлении In2O3 водородом при 400°С
In2O3 (желтый) проявляет слабо амфотерные свойства в отличие от основного In2O
Слайд 20Гидроксид индия
получается в виде желеобразного осадка из растворов солей In3+
плохо
растворяется в воде и аммиаке, но хорошо в кислотах и
щелочах (образуя тетра- и октаэдрические комплексы)
Слайд 21Галогениды индия (III)
легко получаются при растворении металла в кислотах
безводные фторид
и хлорид (б/цв.) получают пропуская галоген над смесью оксида с
углем
бромид и иодид (желтые) получают прямым синтезом
все галогениды очень гигроскопичны
кислоты Льюиса, образуют аддукты, например, InCl3(ТГФ)2
[NEt4]2[InCl5]
Слайд 22Соединения индия (I) и (II)
In+ можно получить при реакции амальгамы
индия с трифлатом серебра в сухом ацетонитриле без доступа кислорода
при комнатной температуре
при нагревании тригалогенидов с металлом образуются аналогичные галлию соединения
двухвалентные соединения обычно димерны
Слайд 23Оксиды и гидроксиды таллия
известно 2 оксида Tl2O (черный) и Tl2O3
(темно-коричневый)
Tl2O образуется при разложении гидроксида или карбоната таллия (I)
Tl2O гигроскопичен
и хорошо растворяется в воде, образуя гидроксид (желтый)
при нагревании оксида на воздухе образуется Tl2O3
также получается при окислении Tl+ пероксидом водорода или хлором
Tl2O3 нерастворим в воде, но растворим в кислотах
Слайд 24Оксиды и гидроксиды таллия
оксид таллия (III) проявляет окислительные свойства
гидроксид таллия
(III) получается в виде гидрата оксида при окислении Tl+ в
щелочной среде
при нагревании оксида таллия (III) с оксидами или карбонатами ЩМ в токе кислорода получаются таллаты
Слайд 25Галогениды таллия (I)
известны все 4 галогенида
похожи на галогениды серебра (восприимчивы
к свету)
при добавлении небольших количеств галогенидов таллия к растворам галогенидов
ЩМ наблюдается голубая люминесценция
связь в галогенидах имеет ионный характер, что сказывается на их растворимости в воде
соединение TlI3 — иодид таллия (I)
Слайд 26Галогениды таллия (III)
известны 3 нестабильных галогенида
Tl3+ сильно гидролизуется
трифторид получают фторированием
Tl2O3 фтором, трифторидом брома или тетрафторидом серы при 300°С
трихлорид и
трибромид получают окислением моногалогенидов соответствующим галогеном
из водных растворов кристаллизуются тетрагидраты
безводные галогениды не получают термической дегидратацией
Слайд 27Токсичность соединений таллия
замещает калий в биохимических процессах
летальная доза лежит в
пределах 10-50 мг/кг
НО таллий – кумулятивный яд
через 1-5 дней появляется
повышенная секреция, парастезия конечностей, выпадение волос, неконтролируемые мышечные движения, судороги, бред, кома
лучший антидот KFeIII[FeII(CN)6]
![Галогениды алюминиябезводные галогениды нельзя получить дегидратацией солей из-за присутствия устойчивых катионов [Al(OH2)6]3+хлорид алюминия димерен в газовой фазе,](/img/thumbs/58870982a0acb0bc6cfea53fa723a016-800x.jpg "ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДГРУППЫ АЛЮМИНИЯ Галогениды алюминиябезводные галогениды нельзя получить дегидратацией солей из-за присутствия устойчивых катионов")
![Галогениды галлия (III)фторид получают из других галогенидов или разложением (NH4)3[GaF6] или [GaF3(NH3)3] в отсутствие влагипо свойствам очень](/img/thumbs/9c9f5797c59180e9c87b7be9a8f38b49-800x.jpg "ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДГРУППЫ АЛЮМИНИЯ Галогениды галлия (III)фторид получают из других галогенидов или разложением (NH4)3[GaF6] или")
