Borova skupina Flashcards
Koji je najzastupljeniji element iz borove skupine?
Aluminij - 8,1% - alumosilikatna kora
Sljedeći je bor sa samo 0,002%
Koji su oksidacijski brojevi prisutni u borovoj skupini?
Većina +3, a teži elementi +1 (zbog efekta inertnog para)
Zašto dolazi do odstupanja promjene Ei u prijelazima Al->Ga i In->Tl
Zato što se kod galija i talija “prvi put” pojavljuju d tj f elektroni
d i f elektroni imaju puno slabiji efekt zasjenjenja te onda valentni elektroni jače osjećaju jezgru nego što bi bilo očekivano
Posljedica toga su viša vrelišta elemenata, odstupanja u Ei i radijusima atoma i iona
d elektroni -> skandidna kontrakcija
f elektroni -> lantanoidna kontrakcija
Što ima više valentnih e- to je lantanoidna kontrakcija slabija
f elektroni još slabije zasjenjuju od d elektrona
Što je efekt intertnog para?
To je posljedica lantanoidne kontrakcije
s e- su jače privučeni nego p e-
Puno je lakše odvojiti p elektrone (Ei) nego s elektrone - velika ionizacijska energija za s elektrone -> ns2 elektroni se neće otpustiti
Posljedica je ta da su stabilna niža oksidacijska stanja
Tl - 1+
Pb - 2+
Bi - 3+
Koji je najpoznatiji mineral bora?
Boraks - Na2[B4O5(OH)4]
Po čemu je značajan borov oksid?
B2O3 - dodaje se staklima za čvrstoću -> Pyrex staklo
Gdje se primjenjuje bor?
Staklo, keramika (borov karbid za oklopna vozila), legure, gnojiva, detergenti (perborati), neodimijski magneti, nuklearni reaktori…
Što je turmalin?
Mineral koji u sebi sadrži bor
Specifičan po tome što se boja minerala mijenja ovisno o tome koji prijelazni metali su prisutni u strukturi
Objasni alotropiju kod bora
Bor ima 14 alotropskih modifikacija -> najbolje istražene su alfa, beta i gama oblici
Koja je najčešća osnovna strukturna jedinica kod bora?
Ikozaedar - B12 -> svaki bor ostvaruje 5 kovalentnih veza sa susjednim atomima bora
3 bora stvaraju 3c-2e vezu
Objasni alfa modifikaciju bora
Sastoji se od više ikozaedara koji su povezani jakim kovalentnim vezama
Objasni beta modifkaciju bora
Z=105 Tt=2250°C -> termodinamički najstabilniji alotrop
Objasni gama modifikaciju bora
Z=28 -> napravljen od povezanih ikozaedara (B12) i parova bora (B2)
Dobiva se zagrijavanje alfa ili beta forme na povišenoj temperaturi
Stabilan na 12-20GPa
Opiši kseta modifikaciju bora
Dobiven pri 115GPa
Jedini nema ikozaedre, umjesto toga je strukturiran kao “valovita” mreža B6 prstena
Kako se može dobiti amorfni bor?
B2O3 (ili B(OH)3)(s) + 3Mg(s)→ 2B(s) + 3MgO (s)
Kako se može dobiti spektroskopski čist bor?
Elektrolizom taline K[BF4]/KCl
Kako nastaju boridi i kako ih dijelimo? Navedi neka svojstva
Nastaju reakcijom metala i bora pri povišenim temperaturama
npr. Ca(s) + 6B (s) -> CaB6 (s)
Dijelimo ih na borom siromašne (Nd2Fe14B) i borom bogate boride (YB66)
Imaju različite strukture i svojstva -> prisutni su ikozaedri B12 ili fragmenti oktaedri - B6
Koje su karakteristike halogenida bora?
BX3
Monomerne molekule
Planarne geometrije
Lewisove kiseline
Objasni trend jakosti Lewisovih kiselina kod halogenida bora
Jakost raste od BF3 do BI3
Rezonancijski efekt
Kod vezanja bora s halogenidima nastaju 3 sp2 hibridizirane orbitale i ostaje jedna prazna p orbitala na boru -> halogenidi doniraju svoje slobodne elektrone u praznu p orbitalu bora i nastaje dvostruka veza -> nastaje parcijalni karakter dvostruke veze (postoje tri rezonantne strukture) zbog koje halogenid onda teže reagira kao kiselina
Halogenidi s većim brojem elektrona imaju valentne elektrone u “višim” orbitalama koje imaju veću energiju -> veća razlika između orbitala bora i halogenida zbog koje je teže napraviti pi vezu -> ako nema pi veze, spoj će lakše reagirati kao kiselina
Kako borovi halogenidi reagiraju s vodom?
Svi hidroliziraju pri sobnoj temperaturi te nastaje borna kiselina B(OH)3 - osim fluorida
On stvara kompleks s molekulom vode te stajanjem prelazi u bornu kiselinu uz nastajanje stabilnog (u vodi) tetrafluoroborata
2BF3 (g) + 6H2O(l) -> 2B(H2O)3 + 6F- -> B(OH)3 (s) +[BF4]- (aq) + 2HF (aq) + H+ (aq)
Navedi reakcije borovih halogenida
+H2O -> B(OH)3
+ROH -> B(OR)3
+NR3 -> X3BNR3
+SR2 -> X3BSR2
+PR3 -> X3BPR3
+RNH2 -> B(NH2)3
Opiši rebrihidizaciju borovog atoma i primjer reakcije
N(CH3)3 + BX3 -> BX3N(CH3)3
Prvo borov halogenid gubi svoju planarnu strukturu (jako endoterman proces) te ga onda napada dušikov atom te nastaje tetraedarski adukt čije nastajanje je jako povoljno, tj. taj egzotermni korak nadomješta endotermnost nastajanja neplanarnog međuprodukta
Poredaj kiseline po jakosti i objasni
(CH3)3B BH3 BF3
BF3>BH3>(CH3)3B
Zbog induktivnog učinka, F je elektron-odvlačeća skupina te jer zbog tog BF3 bolja baza, a metilna skupina je elektron-donirajuća skupina te je zato to lošija kiselina
Poredaj adukte po stabilnosti i objasni
BX3 s piridinom, 3-metil piridinom i 2-metil piridinom
BX3 s piridinom>3-metil piridinom>2-metil piridinom
Zbog steričkog efekta -> metil je jako blizu dušiku koji se veže s borom -> dolazi do steričkih smetnji