शवृंग तत्वों का समूह

ग्रुप 13 तत्व पेरियाडिक सारणी में एक समूह तत्व हैं जिनमें बोरॉन (B), एल्युमिनियम (Al), गैलियम (Ga), इंडियम (In) और थैलियम (Tl) शामिल हैं।

ग्रुप 13 के तत्व पेरियाडिक सारणी के पी-ब्लॉक में स्थित होते हैं और इन्हें बोरोन परिवार के रूप में जाना जाता है। पेरियाडिक सारणी को वलेंस इलेक्ट्रॉन के आधार पर चार खंडों में विभाजित किया गया है; s, p, d और f। यदि वलेंस इलेक्ट्रॉन प-पोषक में पाया जाता है, तो इसे पी-ब्लॉक में रखा जाता है और इसी तरह।

ग्रुप 13 तत्व हैं:

बोरॉन

एल्युमिनियम

गैलियम

इंडियम

**थैलियम**

ग्रुप 13 तत्वों के लिए सामान्य इलेक्ट्रॉनिक कन्फिगरेशन ns^2 np^1 होती है।

सामग्री की सूची

ऑक्सीकरण अवस्थाएं और निष्क्रिय पेयर प्रभाव

ग्रुप 13 तत्वों का सहसंघटनतात्मक जीव चरित्र

बोरॉन का असामान्य व्यवहार

ग्रुप 13 तत्वों के रासायनिक गुण

ग्रुप 13 तत्वों की भौतिक गुण

ग्रुप 13 तत्व द्वारा बनाए गए यौगिक

ऑक्सीकरण अवस्थाएं और निष्क्रिय पेयर प्रभाव

ग्रुप 13 तत्वों द्वारा दिखाए जाने वाले सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं में +3 और +1 होते हैं। जब हम बोरॉन परिवार के तत्वों के समूह में नीचे जाते हैं, तो +1 आयन बनाने की प्रवृत्ति बढ़ती है। इसका कारण है निष्क्रिय पेयर प्रभाव।

स्पष्टीकरण करने के लिए, एक्सपेरिमेंटी तौर पर देखा गया कि B³⁺ B⁺ से अधिक स्थिर होता है। अब Tl³⁺ और Tl⁺ को विचार करें। देखा गया कि Tl⁺ Tl³⁺ से अधिक स्थिर होता है।

निष्क्रिय पेयर प्रभाव को यह समझाने के लिए उपयोग किया जा सकता है कि सबीलनब्ध इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंध के साथ हिस्सा नहीं लेते हैं। इसका कारण यह है कि बीतते इलेक्ट्रॉनों को पर्याप्त ढंकने वाले नहीं होते हैं।

सीधे शब्दों में कहें तो, इंडियम और थैलियम जैसे तत्वों के लिए, डी और एफ ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉन्स भरे जाते हैं। डी और एफ ऑर्बिटल्स की ढंकन क्षमता बहुत खराब होती है, इसलिए परमाणु के निकेषण का काम ढंकने के माध्यम से होता है। इसके चलते एस ऑर्बिटल बंध करने के लिए क्सम्यक होती है, इसलिए केवल पी इलेक्ट्रॉन्स की बंधने में हिस्सा लेते हैं।

ग्रुप 13 तत्वों का सहसंघटनतात्मक जीव चरित्र

प्रमुख तीन कारण हैं जो ग्रुप 13 तत्वों द्वारा संयुक्त संघटन यौगिकों के गठन में मदद करते हैं:

तत्वों की इलेक्ट्रोनीरता
तत्वों का छोटा आकार
तत्वों का कम आयनीकरण उर्जा

छोटे तत्व की संड़ी, उसका ज्यादा संसंघटन और फाजान के नियम का प्रयोग किया जा सकता है।

उनके तत्वों की ऊची आयनीकरण अंतर्विद्युतीय सामानों (आईई1+आईई2+आईई3) के कारण यह कठिन होता है कि वे आयनीय यौगिक बनाएं।

इन तत्वों की तुलनात्मक अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी का अर्थ है कि यौगिकों के गठन से इलेक्ट्रोनगेटिविटी में बड़ा अंतर नहीं होगा।

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बोरॉन

कारण बोरॉन के अनावश्यक व्यवहार के

ये कारण बोरॉन को समूह 13 के अन्य तत्वों से अलग होने का कारण हैं:

यह बहुत छोटे आकार वाला है

इसका अत्यधिक आयनन उत्थान होता है।

इसका छोटे आकार के कारण इसमें उच्च विद्युतआकृति होती है

कुछमय चक्र आवरण में d-कक्ष अभाव

⇒ जांचें: सभी आवर्त तालिका तत्वों की सूची

समूह 13 तत्वों के रासायनिक गुण

संक्रिमिता समूह 13 तत्वों का ऑक्सीजन के प्रति

जब उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया होती है तो समूह 13 के सभी तत्वों से रिएक्टर त्रीऑक्साइड, M2O3 बनाते हैं।

4M(s) + 3O2 (g) → 2M2O3(s)

टिएली अलावा यह भी Tl_2O_3 जो Tl_2O बनाते हैं.

समूह 13 तत्वों की संक्रियता ऑक्सीजन के प्रति समूह तक बढ़ती है.

आकर्षकीय अंश भिन्न बोरॉन को ऑक्सीजन के साथ तापमान पर प्रतिक्रिया करने के लिए B2O3 बनाता है, जबकि बोरॉन अपने स्पष्ट रूप में ऑक्सीजन के प्रति अनुरचा होता है।

तात्विक रूप में अल्युमीनियम को हवा के साथ प्रतिक्रिया होने की थर्मोडायनमिक उम्मीद होती है, लेकिन इसकी सतह पर ताला बनाने के लिए [एल्युमिनियम](त्रपूर्णता। तालिका) के रूप में स्थिर हो जाता है, जिससे यह अक्रिय हो जाता है।

ग्रेसियल अत्र सौर जल प्रोत्साहित करने के लिए पर्यायक वायु सहित एचसोफिशेट द्वारा बोरिक अम्ल उत्पन्न करने के लिए गर्म मिश्रण के साथ प्रतिक्रिया करता है।

B(s) + 3HNO3 (aq) → H3BO3 (aq) + 3NO2 (g)

बोरॉन प्रतिक्रिया नहीं करता है नरसंशोधित अम्लों जैसे कि HCl के साथ, हालांकि, अधिक तापमान पर यह तंदुरुस्त अक्सीजन अम्लों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जैसे कि तापीय H2SO4 और HNO3 का मिश्रण, जिससे बोरिक अम्ल उत्पन्न होता है।

बोरॉन poleyoc क्रिक्षंत अचरणा (NaOH और KOH) तकरीवार्ध 773 K की सीमा तक करता है, जिसके बाद मेें वे बोरेट बना लेते हैं।

2B(s) + 6KOH(s) → 2K3BO3(s) + 3H2(g)

आवर्त तालिका के समूह 13 के सभी तत्व गैर-ऑक्सायदेजिंग और ऑक्सायदेजिंग अम्लों के साथ प्रतिक्रियाशील होकर हाइड्रोजन गैस को मुक्त करते हैं।

ध्यान दें: ni तेज रेखांकित होने पर महानायक और गैलियम पर ताल की एक संरक्षक परत बनाती है और इन्हें पेशेवर बनाती है।

एल्युमिनियम और गैलियम भी वैयु गैस को मुक्त करने से पहले मिश्रित होते हैं।

2Al(s) + 2NaOH (aq) + 6H2O (l) → 2NaAl(OH)_4 + H2(g)

आवर्त तालिका के समूह 13 के साथ हलॉजनों के प्रतिक्रिया

वे उच्च तापमान में हलोजनों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और त्रिहाइा MX₃ बनाते हैं।

2M(s) + 3X₂(g) → 2MX₃(s) (जहां X = F, Cl, Br, I)

तीन हालांकि, केवल तीन एल और तेली एलसी ही TlF3 और TlCl3 बनाते हैं।

ध्यान दें: टीएल अचरणाया मोनो-हैलोजनों का भी निर्माण करता है।

पानी और धातुओं के प्रति समूह 13 तत्वों की प्रतिक्रिया

पानी के साथ प्रतिक्रिया की संभावना:

बोरॉन पानी या भाप के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है; हालांकि, बहुत उच्च तापमान पर, यह भाप के साथ प्रतिक्रिया करता है।

2B + 3H₂O → B₂O₃ + 3H₂

यदि ऑक्साइड परत अनुपस्थित होती है, तो अल्युमिनियम ठंडे पानी को विभाजित करता है जिससे हायड्रोजन गैस मिलता है। गेलियम और इंडियम पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं \में पाक स्थल_1। तीनों गैसों के वस मौजूद रहने पर।तालच तत्व ट्लोट बनाता है 4Tl + 2H2O + O2 → 4TlOH 4Tl + 2H2O + O2 → 4TlOH

धातुओं की संक्रियता:

केवल बोरॉन में धातुओं के साथ मिश्रण बनाने के लिए बोराइड बनाता है, जबकि समूह 13 के अन्य तत्व एक अधिअधिक बिना-धातुविद्युतरुप होनेवाली चरित्र दिखातें हैं। यह बोरॉन के भिन्न स्वभाव का उदाहरण है।

3Mg + 2B → Mg3B2

संयुक्त उद्घाटन की प्रवृत्ति

गट 13 तत्वों का समूह संयोजन बनाने की अधिक संभावना होती है स-ब्लॉक तत्वों की तुलना में, इसका कारण उनका छोटा आकार और बढ़ा हुआ ध्रुवीकरण शक्ति होता है।

बोरान BF ₄– जैसे कई संयोजन बना सकता है। इसमें एक sp ³ हाइब्रिडीकरण ऑर्बिटल और टेट्राहेड्रल ज्यामिति होती है। अन्य तत्व भी Li[AlH ₄], [GaCl ₆] ^3- जैसे संयोजन यौगिक बना सकते हैं।

गट 13 तत्वों के भौतिक गुण

परमाणु और आयनिक त्रिज्या

गट 13 तत्वों की परमाणु त्रिज्या उनके योग्य समूह 2 तत्वों की तुलना में छोटी होती है। इसका कारण प्रभावी परमाणु आयनी विद्युत भार बढ़ता है, जिससे परमाणु का आकार छोटा होता है।

गट नीचे की ओर जाते हुए परमाणु और आयनिक त्रिज्या बढ़ती है एक नए खोल के जोड़ने के कारण। हालांकि, अतिरिक्तता होती है, जब एल्युमिनियम (143 पीएम) से गैलियम (135 पीएम) में जाने की बात आती है। इसका कारण गैलियम में कम आपर्दन करने वाली विधेयकीय ऑर्बिटलों की कमजोर संरक्षण होती है, जिससे गैलियम अलुमिनियम से छोटा होता है।

बोरान < एल्युमिनियम < गैलियम < इंडियम < थैलियम

आयननिक ऊर्जा

बोरान से एल्युमिनियम तक, आयननिक उत्थान ऊर्जा उम्मीद के अनुरूप बढ़ती है; हालांकि, एल्युमिनियम से गैलियम तक, आयननिक उत्थान ऊर्जा केवल हल्की मात्रा में बढ़ती है। इसके अतिरिक्त, थैलियम की पहली आयननिक उत्थान ऊर्जा एल्युमिनियम की तुलना में अधिक होती है, जो समूह के नीचे आयननिक उत्थान ऊर्जा की कम होने की सामान्य प्रवृत्ति के साथ अप्रत्याशित है।

स्पष्टीकरण: यह प्रवृत्ति अवध की त्वचा कमजोर होने के कारण देखी जाती है। गैलियम एल्युमिनियम से छोटा होता है क्योंकि डी ध्यानाधारक ज्यामिति कमजोर है, इस प्रकार गैलियम के पास एल्युमिनियम से कम आयननिक उत्थान ऊर्जा होती है। उसी प्रकार, थैलियम में बीच के चक्रीयांकन जो खराब होती है जो कि थैलियम को एक उच्च IE1 देती है।

| तत्व | IE1 (केजूल प्रति मोल^-1) |

| बोरान | 801 |

| एल | 577 |

| गैलियम | 579 |

| में | 558 |

| TL | 589 |

इलेक्ट्रोनगेटिविटी

इलेक्ट्रोनगेटिविटी बी से एल तक पहले कम होती है, फिर एल्युमिनियम से टीएल तक हल्की मात्रा में बढ़ती है। इसे डी और एफ ऑर्बिटलों के दरम्यानी अच्छी आपर्दन के कारण आत्रद जाता है।

इलेक्ट्रोपॉज़िटिविटी

उम्मीद होना चाहिए यह प्रवृत्ति होगी इलेक्ट्रोनगेटिविटी के पूरे उल्टा। धातुवीय गुण बी से एल तक पहले बढ़ता है, फिर एल्युमिनियम से टीएल तक संकीर्ण होता है।

गट 13 की उच्च आयननिक उत्थान ऊर्जा एकमुखी कारण है एल्युमिनियम सबसे धातुवीय होने के लिए। इसके अतिरिक्त, जितना बड़ा एक आयन का आकार, उसकी आयननिक ऊर्जा उत्थान कम होती है। इसे मानक कम करके और स्पष्टीकरण करके प्रकट किया जा सकता है।

तत्व	बी	एल	GA	में	TL
प्रतीक	B	Al	Ga	में	TL

यह दिखाता है कि एल्युमिनियम सबसे धातुवीय है और थैलियम ³⁺ स्थिर नहीं है, क्योंकि धार्य पैमाने पर क्षेत्रीय मांगगणित ईर्दगिर कोइला होती है (डी G= -nFE)।

घनत्व

समूह 13 तत्वों की घनत्व, समूह 2 की तत्वों की घनत्व से अधिक होती है क्योंकि उनका आकार छोटा होता है और फिर आंतरिक क्षेत्र भी छोटा होता है। घनत्व बोरन (बी) से थेलियम (टीएल) तक बढ़ती है।

अम्ल-आधार गुण

समूह 13 तत्वों की ऑक्साइड की अम्लीय गुणाधार ग्रूप के साथ नीचे कम होती है और उनकी आधारीय गुणाधार बढ़ती है।

नोट: अल्यूमिनियम और गैलियम दोनों अम्फोटेरीज़्म को प्रदर्शित करते हैं।

H3BO3 एक एक प्राथमिक अम्ल है जो जब पानी में विघटित होता है, तो एक ल्यूइस अम्ल के रूप में कार्य करता है। यह इसलिए होता है क्योंकि पानी एक ल्यूइस आधार के रूप में कार्य करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रोटॉन का मुक्ति होता है। [बोरिक अम्ल के बारे में अधिक जानकारी] ()।

B (OH) _3 + H_2O \ \ leftrightharpoons [B (OH) _4] ^ - + H ^ +

समूह 13 तत्वों के यौगिक

ऑक्साइड

समूह 13 तत्व तृतीय भागांतरधारिता प्रारूप में बनाते हैं, जिसके सूत्र हैं MO3/2 या M2O3, जहां ‘तियाप’ एक और आधा दिखाता है।

B2O3 वाष्प बोरन को हवा में गर्म करके बनाया जाता है।

4B + 3O2 \rightarrow 2B2O3

बोरान उपआयस (BO $_2$) बोरन के साथ B $_2$ O $_3$ को 1050 ° C पर गर्म करने पर बनाया जाता है।

B + B_2O_3 \rightarrow (BO) _2

अन्य तत्वों के नाइट्रेट या हाइड्रॉक्साइड धातुरय को थार्मली विघटित किया जा सकता है ताकि उनके ऑक्साइड बनाए जा सकें।

2Al (OH) 3 \rightarrow Al2O3 + 3H2O

हैलाइड

बोरोन अविमुखी रासायनिक यौगिक का गठन करते हैं जिनमें वह फ्लोरीन, क्लोरीन, और आयोडीन शामिल हैं। बनाए गए सभी तृतीयहारित यौगिक समतले रसायन होते हैं और sp2 hybridized होते हैं।

यही कारण है कि समूह 13 के सभी तत्वों के पास उनकी वेलनीयन खाने में केवल 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं, इलेक्ट्रॉन के अकेलेपन स्वीकार करने की प्रवृत्ति के कारण वे [ल्यूइस अम्ल] () के रूप में कार्य करते हैं।

तृतीयहारित यौगिक द्वारा प्रदर्शित ल्यूइस अम्ल गुणाधार का क्रम है:

BB r3>BC l3>BF 3

निष्कर्ष: हम यह निर्णय ले सकते हैं कि विएफ 3 सबसे अम्लीय है क्योंकि एफ सबसे विधुतत्मक है।

यह प्रवृत्ति डी पीवी-डी पीवी वापसी के कारण होती है। एफ पर उन्मथन किए गए नयाबिंदु को बोरन के खाली पकाद-बैंक्टड पर दान किया जाता है, जिससे यह कम विद्युतसंयोगी होता है और इस तरह उसकी अम्लीय गुणाधार को कम करता है।

यहां बी और एफ का अत्यधिक संयोग होता है क्योंकि उनके आकार संगत होते हैं। बोरान सीएल या बीआर के साथ प्रभावी पीछे की ओर बैंड नहीं बना सकता क्योंकि वे बी से बड़े होते हैं। अल, गैलियम, इन और थैलियम के हैलाइड विशेषण बहुतायता सहयोजनात्मक होते हैं।

बोरेट

बॉरेट समूह 13 के यौगिक हैं जो स्पष्ट [BO3] 3- इकाइयों को सम्मिलित करते हैं। प्रत्येक इकाई sp2 hybridized होती है, और वे व्यक्ति इकाइयों के कनेक्शन के तरीके के अनुसार श्रेणीबद्ध किए जाते हैं।

ओर्थोबोयरेट: इनमें अलग-अलग BO <सब्स्क्रिप्ट> 3 <सुप> 3- इकाइयां होती हैं। उदाहरण के लिए, Mg ₃ (BO ₃) ₂।

पिरोबोरेट: दो इकाइयों को BO ₃ <सुप> 3- एक साझा आक्सीजन परणीत से जोड़ा जाता है। सूत्र है B ₂ O ₅ <सुप> 4- । उदाहरण के लिए, Mg ₂ B ₂ O ₅।

मेटाबोरेट: इनमें प्रत्येक इकाई दो ऑक्सीजन ऐटमों को साझा करती हैं, और या तो तारों के रूप में होती हैं या चक्रवकृति होती हैं। साधारण सूत्र है (BO₂) nⁿ।

शीट बोरेट: दो-आयामी नेटवर्क बोरेट की जहां तीन ऑक्सीजन ऐटमों को एक-दूसरे से जोड़ा जाता है।

बोरॉन हाइड्राइड्स

बोरेन वह संयुक्त यौगिक हैं जो बोरॉन और हाइड्रोजन द्वारा बनाए जाते हैं, सबसे सरल यौगिक इसका प्रकार B2H6 होता है। इन यौगिकों को तीन मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है।

क्लोसो-बोरेन (BnH2n+2)

निडो-बोरेन (BnH2n+4)

अराकनो-बोरेन (BnH$_{2n+6}$)

डाईबोरेन (B_2H_6)

इसे 450°C पर कू-एल धातुक कैटलिस्ट के साथ हाइड्रोजन गैस के साथ BCl3 की प्रतिक्रिया करके तैयार किया जा सकता है।

2BCl3 + 6H2 → 6HCl + B2H6

डाईबोरेन को गर्म करने पर, अकेले या हाइड्रोजन के मौजूद होने पर, उच्च बोरेन उत्पन्न होते हैं।

डाईबोरेन की संरचना

डाईबोरेन में मौजूद मौलय यौगिकों की कुल संख्या = 3 × 2 + 1 × 6 = 12 मौलय।

इथेन (C₂H₆) में मौजूद मौलय यौगिकों की संख्या = 4 × 2 + 1 × 6 = 14 मौलय।

इसलिए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि डाईबोरेन में मौलय कम होते हैं, जिसके कारण यह अस्थिर यौगिक होती है।

हमने बिज्ञान तत्त्वों के विमान के अध्ययन से प्राप्त डेटा के माध्यम से डाईबोरेन की संरचना निर्धारित करने में सफलता प्राप्त की।

इसमें दो प्रकार के हाइड्रोजन परमाणु होते हैं: समांतरी और पुल्लिंग वाले। चार समांतरी बी-एच बंधों की समान आयतनिक अनुसंधान होती हैं।

दो पुल्लिंग वाले हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, जो समांतरी बी-एच बंध से कहीं ज्यादा लंबा होता है। यह बी-एच बंध असामान्य होता है क्योंकि इसमें हाइड्रोजन परमाणु से केवल एक इलेक्ट्रॉन शामिल होता है, जिससे कुल चार इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस प्रकार, प्रत्येक बी-एच बंध के तीन अधिकृत केंद्र पर विकरणित होने वाले दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिससे तीन केंद्र दो इलेक्ट्रॉन बंध प्राप्त होती है।

बोराजीन

बोराजीन (B₃N₃H₆) बोरॉन-नाइट्रोजन के एक प्रकार की यौगिक है जो हर परमाणु पर केवल एक सबस्थानिकता लेती है और ट्राइमर के रूप में मौजूद होती है।

डाईबोरेन और अमोनिया को -120°C पर 1:2 मोलीय सूत्र में गर्म करने पर आइयानिक प्रजाति उत्पन्न होती है, जो गर्म करने पर बोराजीन उत्पन्न करती है।

2BH6 + 2NH3 → [B2H6(NH3)2]+[NH4]– → B3N3H6 + 6H2

बोराजीन और बेंजीन के समानताएं

बोराजीन बेंजीन के साथ समरासी हैं, अर्थात् दोनों माली इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या होती है। इसका कारण है कि बेंजीन में 6 × 6 + 1 × 6 = 42 माली इलेक्ट्रॉन होते हैं, और बोराजीन में 3 × 5 + 3 × 7 + 6 × 1 = 42 माली इलेक्ट्रॉन होते हैं।
बोराजीन बेंजीन के समरूप होती है, जिसका अर्थ है कि उनमें एक ही प्रकार के परमाणु होते हैं।

3. बोराजीन एक चक्रीय संरचना है जिसमें बोरॉन और नाइट्रोजन परमाणु एकत्रित होते हैं।

4. N और B परमाणु दोनों ही sp² हाइब्रिडयज़ का होते हैं।

बोराजीन की गुणधर्म

B-N बंध धार्मिक होता है, जिसके विपरीत C-C बंध धार्मिक नहीं होता है, यह इसे संश्लेषण प्रतिक्रियाओं के प्रति अधिक संवेदनशील बनाता है।

⇒ यहां पढ़ें:

F-ब्लॉक तत्वों

D-ब्लॉक तत्वों

P-ब्लॉक तत्व

शवृंग तत्वों का समूह