Prvky III.A skupiny

- prvky III.A skupiny periodickej sústavy prvkov alebo p¹ – prvky majú 3 valenčné elektróny (ns²np¹)

- s rastúcim protónovým číslom rastie kovový charakter, bór je polokov, hliník, gálium, indium a tálium sú kovy

- v zlúčeninách majú načastejšie oxidačné číslo III (výnimočne I)

Bór

Výskyt

- iba vo forme svojich kyslíkatých zlúčenín: sasolín H₃BO₃, bórax Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O, boracit 6MgO·8B₂O₃·MgCl₂, kernit Na₂O·2B₂O₃·4H₂O

- v malom množstve sa nachádza v morskej vode a niektorých minerálnych prameňoch

Vlastnosti a reakcie

- pevná, tvrdá čiernohnedá látka s kovovým leskom

- správa sa ako polovodič, je nemagnetický a žiaruvzdorný

- chemickými vlastnosťami sa podobá kremíku

- je málo reaktívny

- vytvára kovalentné väzby

- najčastejšie je trojväzbový alebo štvorväzbový (napr. v diboráne)

- má vysokú ionizačnú energiu (katióny B³⁺ sa prakticky vôbec nevyskytujú)

- existuje v niekoľkých alotropických modifikáciách:

• tetragonálny bór – veľmi tvrdý, svojou tvrdosťou sa približuje k diamantu
• šedý bór – amorfný (beztvarý), je to práškovitá látka, žiaruvzdorná a odoláva vysokým teplotám
• kryštálový bór – je inertný (nezlúčivý)

Spôsoby výroby

    a) vyrába sa elektrolýzou taveniny boritanov

    b) redukciou oxidu boritého silno elektropozitívnym kovom

                                   B₂O₃ + 3Mg → 2B + 3MgO

Použitie

- v jadrových reaktoroch ako spomaľovač

- pridáva sa do zliatin

Zlúčeniny

BORIDY

- zlúčeniny bóru s kovom

- vodivé tvrdé žiaruvzdorné látky

- používajú sa na výrobu brúsnych a žiaruvzdorných materiálov

BORÁNY

- zlúčeniny bóru s vodíkom

- veľmi reaktívne, samozápalné látky, napr. diborán B₂H₆, borán BH₃

OXIDY

            OXID BORITÝ B₂O₃

            - bezfarebná sklovitá látka

            - vzniká horením bóru

            - s vodou tvorí kyselinu boritú

KYSELINY

            KYSELINA BORITÁ H₃BO₃

            - tvorí biele šupinkovité kryštály, málo rozpustné vo vode

            - ako HBO₂ je súčasťou sopečných plynov

- jej vodný roztok je veľmi slabá kyselina s antiseptickými účinkami, tzv. bórová voda používa sa v medicíne

BORITANY

- štruktúrou sa podobajú kremičitanom

- vo vode sú rozpustné iba boritany alkalických kovov

            BÓRAX Na₂[B₄O₅(OH)₄] · 8H₂O / Na₂B₄O₇ · 10H₂O

            - oktahydrát tetrahydroxotetraboritanu disodného / dekahydrát tetraboritanu sodného

- používa sa pri výrobe smaltovaných nádob, špeciálnych optických skiel, na úpravu glazúr keramiky, pridáva sa do čistiacich prostriedkov

Hliník

Výskyt

- iba vo forme zlúčenín: hlinitokremičitany (živice, sľudy, súčasť ílov a hlín), bauxit
Al₂O₃ · _nH₂O (hydrát oxidu hlinitého), kryolit Na₃[AlF₆] (hexafluorohlinitan sodný), korund Al₂O₃

- najrozšírenejší prvok v zemskej kôre 8,13%

Vlastnosti a reakcie

- striebrolesklý ľahký, kujný, valcovateľný, ťažný kov, tepelne i elektricky vodivý

- má vysokú hodnotu teploty topenia a varu

- voči vzduchu a vode je stály, pretože sa pokrýva vrstvou oxidu a hydroxidu, nepodlieha korózii

- má redukčné vlastnosti, ktoré sa využívajú na získavanie niektorých kovov

                                                                   ₁₃Al⁰ –^-3e-→ ₁₃Al³⁺

- na vzduchu horí intenzívnym svietivým plameňom pri vzniku oxidu

                                    4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

- môže byť až šesťväzbový, napr. v hexafluorohlinitanovom ióne [AlF₆]^3-

- má malú elektronegativitu, preto sú kovalenté väzby, ktoré tvorí, silno polárne

- je amfotérny, rozpúšťa sa:

• v roztokoch kyselín (iba koncentrovanou kyselinou dusičnou sa pasivuje) pri vzniku hlinitých solí

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

• v roztokoch hydroxidov pri vzniku hydroxohlinitanov

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

Výroba

- elektrolýzou taveniny oxidu hlinitého a kryolitu (pôsobí ako tavidlo) pri teplote 950°C, hlavnou surovinou na výrobu hliníka je bauxit

- katóda sú platne, ktorými sú obložené steny pece, anóda je zväzok 6 – 12 grafitových tyčí

- kúpeľ tvorí 20% oxidu hlinitého Al₂O₃, pri prechode jednosmerného elektrického prúdu nastáva:

                                   Al₂O₃ → 2Al³⁺ + 3O^2-

            anóda (+):       3O^2- −^-6e-→ 3O⁰₂

            katóda (-):       2Al³⁺ −^+6e-→ 2Al⁰

- hliník sa usadzuje na dne danej vane vo forme taveniny, a potom sa pridáva kryolit Na₃[AlF₆] a fluorit CaF₂, aby sa znížila teplota tavenia, pretože táto výroba je energeticky náročná

Použitie

- jeho redukčné vlastnosti sa využívajú na získanie niektorých kovov (Mn, Mo, Cr, V) z ich oxidov pri vysokých teplotách, táto metóda sa nazýva aluminotermia

                                   Cr₂O₃ + 2Al⁰ → Al^III₂O₃ + 2Cl

- slúži na výrobu zliatin, napr. dural, dá sa valcovať na alobal (tenká hliníková fólia), nádob, vodičov elektrického prúdu, ako mincový kov, strešné krytiny, riady laná, drôty, skrutky do lietadiel

- zvýšený príjem hliníka v strave spôsobuje Alzeimerovu chorobu

Zlúčeniny

HALOGENIDY HLINITÉ

- fluorid hlinitý AlF₃ je nereaktívny, nerozpustný

- s kovmi tvorí fluorohlinitany M^I₃[AlF₆], napr. kryolit Na₃[AlF₆]

OXIDY

            OXID HLINITÝ Al₂O₃           

            - v prírode sa vyskytuje ako tvrdý, ťažko taviteľný minerál korund

            - dá sa pripraviť spaľovaním hliníka

- je nerozpustný vo vode, amfotérny (reaguje s kyselinami pri vzniku hlinitých solí a s hydroxidmi pri vzniku hydroxohlinitanov)

- korund slúži na výrobu brúsnych a žiaruvzdorných materiálov, niektoré jeho odrody sa používajú v klenotníctve – polodrahokamy: zafír, rubín

HYDROXIDY

            HYDROXID HLINITÝ Al(OH)₃

            - je hydrátom oxidu hlinitého

- je amfotérny (reaguje s kyselinami pri vzniku hlinitých solí a s hydroxidmi pri vzniku hydroxohlinitanov)

SOLI HLINITÉ

- dobre rozpustné vo vode

- odvodené od silných kyselín

- významnejšie sú napr. Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O (oktadekahydrát síranu hlinitého) je to biela kryštalická látka, používa sa na čistenie vôd, pri výrobe papiera a na zastavenie krvácania, kamenec Kal(SO₄)₂ · 12H₂O (dodekahydrát síranu draselno-hlinitého)

Gálium, indium, tálium

- v prírode sú vzácne

- zlúčeniny tália sa používajú na ničenie hmyzu