Библиография

1. Хомченко Г.П. Практикум по общей и неорганической химии. – М.: Высшая школа, 1980. – 67с.

2. Платонов Ф.П., Дейкова З.Е. Практикум по неорганической химии. – М.: Высшая школа, 1985. – 51с.

3. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учебник для ВУЗов /Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; - М.: Высшая школа, 2000 г.

10 Общая характеристика р - элементов iiiа и ivа групп

В IIIА – группу периодической системы Д.И. Менделеева входят бор, алюминий, галлий, индий и таллий. Все они являются р – элементами, так как их атомы содержат на внешнем энергетическом уровне по три электрона в состоянии s²p¹. При незначительной затрате энергии осуществляется переход s²p¹  s¹p² . Поэтому элементы IIIА – группы образуют соединения, в которых проявляют степень окисления +3 (бор также и –3) и +1, хотя для таллия более устойчивой является степень окисления +1.

Внутри группы с возрастанием заряда ядра (а следовательно, и числа энергетических уровней) металлические свойства усиливаются. Алюминий является металлом, хотя и нетипичным. Химические связи, образуемые им, имеют более ионный характер. Оксид алюминия не растворяется в воде и с ней не реагирует. Он амфотерен: взаимодействует с кислотами (правда, с большим трудом) и щелочами:

а) с соляной кислотой:

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O или Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O

б) при сплавлении с твердым гидроксидом натрия:

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O

в) с раствором гидроксида натрия:

Al₂O₃ + 2NaOH + 7H₂O = 2Na[Al(OH)₄(H₂O)₂]

или Al₂O₃ + 2OH^- + 7H₂O = 2[Al(OH)₄(H₂O)₂]^-

Гидроксид алюминия Al(OH)₃ – белое твердое вещество, в воде практически нерастворим. Получается косвенным путем – из солей алюминия действием на них щелочей:

AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃ + 3NaCl или Al³⁺ + 3OH^- = Al(OH)₃

Al(OH)₃ – амфотерный гидроксид. При взаимодействии с кислотами образует соли, содержащие катионы алюминия; при взаимодействии со щелочами образует соли, в которых алюминий входит в состав аниона.

В настоящее время растворение амфотерных гидроксидов в щелочных растворах обычно рассматривается как процесс образования гидроксосолей (гидроксокомплексов). В этом случае взаимодействие со щелочью можно представить уравнением

Al(OH)₃ + NaOH + 2H₂O = Na[Al(OH)₄(H₂O)₂]

или в ионной форме:

или Al(OH)₃ + OH^- + 2H₂O = [Al(OH)₄(H₂O)₂]^-

Растворение в кислоте можно выразить ионным уравнением:

Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O

Оксидная пленка на алюминии защищает его от коррозии. Она разрушается при действии соляной и серной кислот, едких щелочей. Концентрированная серная кислота пассивирует алюминий, т.е. упрочняет его оксидную пленку на поверхности. В отсутствии пленки алюминий обладает высокой восстановительной активностью (его Е⁰ = -1,67В).

Бор относится к микроэлементам. Биологическое действие бора еще недостаточно изучено. Известно, что бор входит в состав зубов и костей, очевидно, в виде труднорастворимых солей борной кислоты с катионами металлов. Установлено, что бор участвует в углеродно-фосфатном обмене, взаимодействует с рядом биологически активных соединений. Употребление пищевых продуктов с большим содержанием бора нарушает в организме обмен углеводов и белков, что приводит к возникновению кишечных заболеваний.

Алюминий относится к примесным микроэлементам. Алюминий концентрируется главным образом в сыворотке крови, легких, печени, костях, почках, ногтях, волосах, входит в структуру нервных оболочек мозга человека. Суточное потребление алюминия человеком составляет 46 мг. Алюминий влияет на развитие эпителиальной и соединительной тканей, на регенерацию костных тканей, влияет на обмен фосфора. Избыток алюминия в организме тормозит синтез гемоглобина.

Биологическая роль галлия в живых организмах почти не выяснена. В настоящее время биологическое действие индия неизвестно.