Apunte Boro Listo
Apunte Boro Listo
Apunte Boro Listo
Propiedades generales
La familia est compuesta por Boro, considera un semi-metal debido a sus propiedades distintas del
resto del grupo, y los metales, Al, Ga, In y Tl
El boro forma uniones covalentes, principalmente por su tamao pequeo, lo que le da una alta
energa de ionizacin (gran dificultad para formar cationes)
1) Todos los elementos del grupo reaccionan con halgeno para dar haluros; azufre para dar
sulfuros; nitrgenos para dar nitruros; y oxgeno para dar xidos.
2 B + 2 NH3 2 BN + 3 H2
2 B + 3 H2O B2O3 + 3 H2
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5) El aluminio y el galio reaccionan en medio bsico (adems de medio cido) porque son
anfteros.
BORO
FORMAS ALOTRPICAS:
El boro presenta multitud de formas alotrpicas que tienen como elemento estructural comn un
icosaedro regular. La ordenacin de los icosaedros puede ser de dos formas distintas:
Unin de dos icosaedros por dos vrtices, mediante enlaces covalentes normales B - B
(figura 1).
Unin de tres icosaedros por tres vrtices, mediante un enlace de tres centros con dos
electrones (figura 2). Enlace tricntrico B-B-B
Figura 1. Figura 2.
Dentro de estas posibles uniones, en el boro cristalino los icosaedros pueden asociarse de varias
maneras para originar los altropos correspondientes
Boro rombodrico alfa (R - 12): est formado por lminas de icosaedros unidas paralelamente.
Las uniones intralaminares se efectan por medio de enlaces de tres centros, mientras que las
uniones interlaminares se producen mediante enlaces de dos centros. La densidad de este tipo
de boro es de 2,46 g/cm3, y presenta un color rojo claro.
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Boro
Boro rombodrico beta (R - 105): formado por doce icosaedros B12 ordenados en forma
icosadrica en torno a una unidad central de B12, es decir, B12(B12)12. Presenta una densidad de
2,35 g/cm3.
Tambin podemos encontrar una variedad amorfa, de color negro, de aspecto vtreo y opaco.
Al formar uniones covalentes con enlaces de alta complejidad, en una estructura rombodrica, es un
slido de muy alta dureza. 9,2 en la escala Mohs, (escala que va del 1 al 10)
PROPIEDADES QUMICAS. El boro solo tiene tres electrones de valencia, lo que al formar enlaces
covalentes presenta una deficiencia electrnica, lo que influye mucho en su qumica. La qumica del
boro es distinta por:
Pequeo tamao
Electronegatividad parecida al H
Configuracin electrnica
Boro cristalino: Extremadamente inerte. Slo se oxida lentamente con HNO3 concentrado y
caliente siempre que el boro est finamente dividido.
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METODOS DE PREPARACIN. La preparacin del boro elemental de alta pureza es muy difcil por su
elevado PF y la naturaleza corrosiva.
Boro amorfo de baja pureza: reduccin del B2O3 con Mg y posterior lavado con lcali, HCl y HF
Boro a-rombodrico: pirlisis de BI3 sobre un filamento de Ta, W a 800-1000C Este mtodo
da el Boro de % de pureza mayor.
Borano : BH3
Diborano B2H6
Los dos tomos de boro y los dos tomos de H unidos por enlaces covalentes simples, se encuentran
sobre un mismo plano, y por encima y por debajo de este plano, encontramos otros dos tomos de
hidrgeno. Cada uno de estos H con dos B forman el enlace denominado tricntrico, se considera
que es un nico enlace hibrido que comparte 2 electrones.
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Cada enlace tricntrico tiene forma de banana y rodea los dos boros y un hidrgeno.
Los boranos son hidruros de boro, es decir, compuestos qumicos formados exclusivamente por boro e
hidrgeno. El ms simple conocido es el BH3, aunque su masa molecular corresponde al diborano
B2H6. La mayor parte de los boranos tienen frmulas moleculares del tipo BnHn+4 o BnHn+6. Se obtienen
por hidrlisis del boruro de magnesio con cido clorhdrico diluido.
El borano, BH3, tiene slo una existencia momentnea en la descomposicin trmica del diborano:
Las estructuras de los boranos son nicas y distintas a las de otros hidruros tales como los de
carbono. No existen los electrones suficientes para permitir la formacin de enlaces covalentes
convencionales en las que se comparten un par de electrones entre tomos adyacentes, por ser este
enlace deficiente en electrones, un slo par de electrones se encuentra deslocalizado entre tres
tomos, por lo que se lo denomina enlace tricntrico.
Enlaces tricntricos: Para explicar la qumica del boro se supone que existen orbitales moleculares
Tricntricos, del tipo B-B-B o B-H-B en los hidruros del boro.
Este orbital molecular tricntrico se origina por la superposicion de tres orbitales atmicos y supones
que 3 tomos estn unidos por un par de electrodos en un solo orbital molecular.
Boracina o borazol
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El borazol (benceno inorgnico) es comparable al benceno (boracina: lquido incoloro, t eb = 55C
con una estructura en anillo casi plano .
Debido a la polaridad del enlace, la boracina, al contrario que el benceno, tiene una gran tendencia a
participar en reacciones de adicin. La parte ms electronegativa de la molcula que se adiciona se
sita sobre el tomo de boro, as, por ejemplo:
Borazenos o aminoborano.
ALUMINIO
Es un elemento especialmente resistente a la corrosin debido a su capa de pasivo, esto es una capa
de xido superficial que se forma extremadamente rpido y que impide que el oxgeno del aire se
ponga en contacto con ms tomos de aluminio, deteniendo as la oxidacin.
Este xido de aluminio, llamado ALUMINA es un slido inico de alto punto de fusin (casi 2000C) y
poca reactividad qumica, por lo que es muy utilizado en la fabricacin de ladrillos refractarios; los
ladrillos de alta almina contienen hasta un 80% en masa del xido.
Este es adems, el material mas duro despus del diamante y es aislante elctrico.
Volviendo al aluminio, los haluros de aluminio son dmeros, que se ionizan en agua formando iones
complejos hexa acuo aluminio [Al(H2O)6] +3 , el AlF3 en particular forma una macro-molcula .
Produccin de almina/aluminio
Si contamos desde el primer paso, preparando la bauxita, el proceso se llama proceso Hall
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reaccin y facilitar su
manejo. Normalmente
encontramos minerales y
xidos de hierro como
contaminantes de la
bauxita, los que darn
lugar luego a los "lodos rojos"
Al2O3. X.H2O + impurezas ; se
separa de las impurezas por
electrlisis.
2. Digestin:
a) Se vierte una solucin de hidrxido de sodio sobre la bauxita a altas presiones, la
temperatura del hidrxido de sodio depender del tipo de bauxita utilizada pero rondar los
240C aproximadamente, as se genera una solucin enriquecida en tetrahidroxoaluminato de
sodio,
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Al2O3 + 3 H2O + 2 NaOH 2 Na[Al(OH)4] + lodos rojos
b) Se hidroliza.
Na[Al(OH)4] + H2O Al2O3. X.H2O + Na(OH) + Al (OH)3 (el hidrxido de
aluminio precipita)
3 ) Se agregan criolita Na3[AlF6] y Fluorita CaF2 para bajar el punto de fusin y mejorar la
conductividas.
4) Se somete a electrlisis en una cuba de hierro recubierta por grafito (que hace de ctodo) con
nodos tambin de grafito,
GALIO
Posee un alto rango de temperatura en la que permanece lquido, desde los 29,8 C de su punto
de fusin, hasta sus 2000C de su punto de ebullicin,; y es junto con el agua y el bismuto, uno de
los 3 nicos elementos que contraen al pasar de estado slido a lquido.
Tambin cabe recordar que solo hay 4 metales que permanecen lquidos a temperatura ambiente
en la naturaleza, el mercurio (pf -38,4C), el cesio (pf: 28,7C) , el rubidio (depende del da!! ya que
su punto de fusin est en 38,8C) y el galio.
Usos del galio: el galio se utiliza ampliamente en la fabricacin de espejos, vidrio y cermicas. Como
los metales anteriormente mencionados, en estado lquido, se usa en termostatos, determinados
interruptores, barmetros, sistemas de registro de transferencia de calor y algunos dispositivos de
calentamiento.
Algunas formas del galio se emplean en aleaciones con otros metales. El nitruro de galio y el arseniuro
de galio, por ejemplo, son ingredientes fundamentales en la produccin de semiconductores y diodos
en pantallas de LED entre otras cosas.
INDIO
Es un elemento muy raro, apenas un 1.10-5 % de la corteza terrestre, se obtiene de las impurezas
separadas del cinc y el plomo
Puede ser pulido espejo, con lo que se utiliza para recubrir espejos destinados a usos especiales.
Se utiliza tambin para lograr aleaciones livianas de bajo punto de fusin, como recubrimiento de
motores, en electrnica para LED, etc.
La caracterstica mas notable del Indio, es que al doblarse produce un sonido extrao, similar al
llanto de una persona.
TALIO
Es un metal blando que puede cortarse con cuchillo, se oxida rpidamente y para evitarlo debe
guardarse sumergido en derivados de alta densidad del petrleo.
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El talio es el primer elemento sumamente txico que encontramos desde el arsnico en la tabla.
Algunos compuestos de talio se disuelven fcilmente en agua dando una disolucin muy txica sin
olor ni sabor, an en muy bajas dosis. Muchos asesinos lo han utilizado a lo largo de la historia ya
que adems de lo dicho los sntomas del envenenamiento son engaosos: prdida de pelo y
aparente afeccin gripal.
USOS: Al ser un elemento tan txico, se emplea mayoritariamente en venenos e insecticidas. Otras
aplicaciones frecuentes es como compuesto en la produccin de fotoresistencias, equipos pticos
de infrarrojo y vidrios de baja fusin, entre otras cosas. En diversas partes del mundo, el uso del
talio se ha prohibido debido a su toxicidad y los problemas que su manipulacin significa.
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