10. Химия р-элементов

В атомах р-элементов электроны заполняют р-подуровень внешнего уровня. В периодической системе есть 30 р-элементов. У атомов р-элементов, расположенных в главных подгруппах III - VIII групп. У р-элементов являются валентными не только р-, но и S-электроны внешнего уровня. Высшая степень окисления атомов р-элементов равна номеру группы.

10.1. Химия элементов iiia группы

Элементы IIIА группы имеют электронную формулу ns²np¹. Они являются значительно менее активными восстановителями, чем щелочноземельные металлы. Для них характерна степень окисления +3, и валентность 3. При образовании ковалентной связи происходит sp возбуждение электрона и sp² гибридизация АО. В группе сверху вниз растут металлические свойства элементов, растут восстановительные свойства их атомов. Увеличиваются основные свойства гидроксидов и уменьшаются их кислотные свойства:

Элементы		Оксиды		Гидроксиды
B	- неметалл	B2O3	- кислотный	H3BO3	- кислота
Al	- металл	Al2O3	- амфотерный	Al(OH)3	- амфотерный
Ga	- металл	Ga2O3	- амфотерный	Ga(OH)3	- амфотерный
In	- металл	In2O3	- амфотерный	In(OH)3	- амфотерный
Tl	- металл	Tl2O3	- основной	Tl(OH)3	- основание

Соединения Tl³⁺ являются сильными окислителями и восстанавливаются до соединений Tl⁺.

Свойства бора и его соединений

Бор находится в природе в виде соединений, например, буры - Na₂B₄O₇10H₂O. Бор является неметаллом. При нагревании взаимодействует с кислородом:

4B + 3O₂  2B₂O₃

Оксид бора является кислотным оксидом и растворяется в воде с образованием слабой ортоборной кислоты:

B₂O₃ + 3H₂O  2H₃BO₃ (К₁ = 610^-10)

Ортоборная кислота H₃BO₃ при нагревании последовательно разлагается до метаборной кислоты HBO₂ , тетраборной кислоты H₂B₄O₇ и борного ангидрида B₂O₃.

H₃BO₃ HBO₂ H₂B₄O₇ B₂O₃

Ортоборная кислота H₃BO₃ взаимодействует с щелочами и образует соли тетраборной кислоты:

4H₃BO₃ + 2NaOH  Na₂B₄O₇ + 7H₂O

Сильные кислоты при взаимодействии с тетраборатом натрия вытесняют слабую ортоборную кислоту:

Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O  Na₂SO₄ + 4H₃BO₃

Ортоборная кислота взаимодействует с этанолом в присутствии концентрированной серной кислоты с образованием борно-этилового эфира, который горит зеленым пламенем.

OH OC₂H₅

B OH + 3HOC₂H₅  B OC₂H₅ + 3H₂O

OH OC₂H₅

Бор является микроэлементом. Микроэлементы (или микроудобрения) - это соединения B, Cu, Mn, Co, Mo и др. Они повышают активность ферментов, катализируют биохимические процессы, способствуют синтезу белков и нуклеиновых кислот, витаминов, сахаров и крахмала, влияют на фотосинтез, ускоряют рост растений и созревание семян. Соединения бора влияют на углеводный обмен и необходимы для нормального роста и образования семян.