Skupina III. A

13. skupina (III.A)
bor, hliník, galium, indium, thalium
B, Al, Ga, In, Tl
Boris Alan Gasparovič Inhaloval Toluen
elektronová konfigrace valenční vrstvy – ns²np¹, mají tři valenční elektrony
pevné látky
bor je polokov, ostatní jsou kovy
oxidy boru jsou kyselinotvorné, oxidy hliníku jsou amfoterní, oxidy ostatních prvků jsou zásadotvorné

Bor

výskyt: pouze ve sloučeninách (boritany, borosilikáty)

Výroba

• elektrolýza roztavených boritanů
  
• redukce oxidu boritého hořčíkem:
  B₂O₃ + 3Mg → 2B + 3MgO
  tato reakce je metalotermická – oxid kovu, který chceme vyrobit, necháme reagovat s kovem s nízkou elektronegativitou; uvolňuje se hodně tepla
  

Vlastnosti

vlastnosti podobné křemíku – diagonální podobnost (bor a křemík spolu diagonálně sousedí)

Užití

raketová a letecká technika
jaderné reaktory

Sloučeniny

Oxid boritý

B₂O₃
vzniká spalováním boru
je kyselinotvorný, s vodou tvoří kyselinu boritou

Kyselina boritá

ve skutečnosti je kyselina trihydrogenboritá (má tři vodíky)
H₃BO₃
strukturní vzorec: na centrální atom boru jsou navázány tři kyslíky, na každý z nich je navázán vodík
molekuly vázány do vrstev vodíkovými můstky
bílá krystalická látka
3%☉je známý pod názvem borová voda – ta se používá jako dezinfekční prostředek; oční lékařství, zubaři

Borax

Na₂B₄O₇ · 10H₂O
tetraboritan sodný
speciální druhy skel

Borany

dvouprvkové sloučeniny boru a vodíku
diboran – B₂H₆; obsahuje elektronově deficitní vazbu (bory jsou navzájem vázány dvěmi vazbami přes vodík, každá z těchto vazeb má ale pouze jeden elektronový pár namísto dvou)

Hliník

Výskyt: 3. nejrozšířenější prvek v zemské kůře, vyskytuje se pouze ve sloučeninách; nejvýznamnější rudou je bauxit (AlO(OH)), kryolit (Na₃[AlF₆]), korund (Al₂O₃)
oxidační číslo: pouze III

Výroba

bauxit (s nečistotami) ⇒ rozpuštění v ☉NaOH (nečistoty se nerozpustí) ⇒ odstranění nerozpuštěných nečistot ⇒ Al(OH)₃ → (t)   Al₂O₃ ⇒ elektrolýza taveniny Al₂O₃ (+ kryolit – Na₃[AlF₆] – snížení teploty tavení) ⇒ Al

Fyzikální vlastnosti

pevná stříbrolesklá látka
měkký
tažný a kujný
dobře vede elektrický proud (kolem 60% vodivosti mědi)
je odolný jak vodě, tak vzduchu (pasivace)

Chemické vlastnosti

• reakce s kyslíkem
  
  • za vysoké teploty (hoření): 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ – exotermická reakce
    
  • za nízké teploty – dochází k pasivaci
    
• amfoterita
  
  • reakce s kyselinou – hliník + kyselina ⇒ sůl kyseliny + vodík
    tato reakce neprobíhá s koncentrovanou kyselinou dusičnou (ta je schopna pasivovat některé kovy)
    2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂
    
  • reakce se zásadou – hliník + ☉hydroxidu ⇒ tetrahydroxohlinitan + vodík
    Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂
    
• aluminotermie – zvláštní případ metalotermické reakce (viz výše), kdy se jako kov s nízkou elektronegativitou bere hliník
  aluminotermická výroba železa: Fe₂O₃ + Al → Al₂O₃ + Fe – silně exotermická reakce
  

Užití

obalová technika (alobal)
předměty denní potřeby (hliníkové nádobí)
slitiny (dural)
výroba některých kovů (aluminotermie)

Sloučeniny

Oxid hlinitý

Al₂O₃
vzniká hořením hliníku
výskyt: korund + barevné odrůdy: rubín (příměsi Cr), safír (příměsi Ti, Fe)
tvrdá látka, 9. stupěň Mohsovy stupnice

Síran hlinitý

Al₂(SO₄)₃
úprava vody
H₂O + Al₂(SO₄)₃ → Al(OH)₃
adsorpce nečistot
filtrace

Kamenec draselno-hlinitý

KAl(SO₄)₂ · 12H₂O
kamence obecně mají vzorec M′ M′′ (SO₄)₂ · 12H₂O, kde M′ a M′′ jsou nějaké kovy