Química Inorgânica Elementos do grupo 13

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Química Inorgânica
Elementos do grupo 13
Elementos, 
Propriedades 
gerais e NOX
Configuração eletrônica: ns2 np1
Alumínio, Gálio, Índio e Tálio são metais.
Alta carga dos elementos do grupo - os 
metais dessa família apresentam NOX fixo 
igual a +3.
Descendo no grupo, há uma tendência 
crescente de se formarem compostos 
monovalentes - efeito do par inerte 
Pequenos raios iônicos
Estados de 
Oxidação e 
Tipos de 
Ligação 
➔ O elemento boro apresenta NOX que 
pode variar de -3 a +3, é um elemento de 
natureza NÃO metálica e o mais 
eletronegativo, de maior energia de 
ionização, maior afinidade eletrônica e de 
menor raio atômico.
➔ O Nox +1 – O EFEITO DO PAR INERTE
➔ A monovalência pode ser explicada se os 
elétrons “s” permanecerem 
emparelhados, não participando das 
ligações.
➔ É o chamado “efeito do par inerte.”
Estados de 
Oxidação e 
Tipos de 
Ligação 
Estados de 
Oxidação e 
Tipos de 
Ligação 
➔ Se a energia necessária para 
desemparelhar os elétrons for maior que 
a energia liberada quando formarem as 
ligações, então os elétrons “s” 
permanecerão emparelhados.
➔ A energia das ligações MX3 diminui de 
cima para baixo dentro do grupo.
O Nox +3 – Covalente ou 
Iônico?
 
➔ Os elementos desse 
grupo apresenta 3 
elétrons no nível 
mais externo. 
➔ Com exceção do Tl , 
eles normalmente 
utilizam os 3 elétrons 
para formar três 
ligações conduzindo 
ao Nox +3.
O Nox +3 – 
Covalente ou 
Iônico?
 
➔ O Boro possui uma EI elevada e sempre 
forma ligações covalentes.
➔ Muitos compostos simples dos demais 
elementos, tais como AlCl3, GaCl3, 
GaBr3, são covalentes quando anidros, 
entretanto Al, Ga,In e Tl formam 
compostos iônicos quando em solução.
O Nox +3 – 
Covalente ou 
Iônico?
 
➔ O tipo de ligação depende do que é mais 
favorável em termos de energia.
➔ Essa mudança de covalente para iônico 
ocorre porque nos íons hidratados a 
energia de hidratação liberada excede a 
energia de ionização.
 
Estados de 
Oxidação e 
Tipos de 
Ligação 
➔ O elemento boro apresenta NOX que 
pode variar de -3 a +3, é um elemento de 
natureza NÃO metálica e o mais 
eletronegativo, de maior energia de 
ionização, maior afinidade eletrônica e de 
menor raio atômico.
➔ A carga elevada (+3) e o tamanho 
reduzido favorece a ligação covalente.
➔ A soma das três EI é muito alta o que 
também favorece a covalência.
Estados de Oxidação e 
Tipos de Ligação 
➔ O Boro possui uma EI elevada e 
sempre forma ligações covalentes.
➔ Muitos compostos simples dos demais 
elementos, tais como AlCl3, GaCl3, 
GaBr3, são covalentes quando anidros, 
entretanto Al, Ga, In e Tl formam 
compostos iônicos quando em 
solução.
Estados de Oxidação e 
Tipos de Ligação 
➔ Os valores das eletronegatividades 
são maiores que os grupos 1 e 2 
logo quando os elementos do 
grupo 13 ligam com outros 
elementos as diferenças de 
eletronegatividades não deverão 
ser muito grandes.
PONTOS DE 
FUSÃO, 
EBULIÇÃO- Não 
ocorre variação regular 
dos PF.
PONTOS DE FUSÃO, 
EBULIÇÃO E ESTRUTURAS 
CRISTALINAS
Rigorosamente não se pode 
comparar os valores porque 
o B e o Ga apresentam 
estruturas cristalinas 
incomuns.
O B possui várias formas 
alotrópicas.
Quatro formas alotrópicas 
possuem unidades 
icosaédricas e os átomos de 
B ocupam os 12 vértices 
do icosaedro.
As outras formas possuem 
estruturas mais 
complicadas. 
ESTRUTURA 
ICOSAEDRO B12(20 FACES). 
O BORO ROMBOÉDRICO ALFA CONSISTE 
EM ICOSAEDROS B12 LIGADOS 
COVALENTEMENTE POR LIGAÇÕES B-B 
FORMANDO UMA REDE INFINITA.
ESTRUTURA 
As diferenças das formas alotrópicas 
decorrem da maneira pela qual os 
icosaedros estão ligados entre sí.
O Ga tem também uma estrutura 
incomum que mais se assemelha a 
moléculas diatômicas discretas do que 
a uma estrutura metálica.
Isto explica o baixíssimo ponto de fusão 
do Ga (30ºC). Além disso o Ga se 
expande quando solidifica ou seja o Ga 
sólido é menos denso que o Ga líquido. 
Essa propriedade somente é observada 
no Ga, Ge e Bi.
Al, In e Tl apresentam estruturas 
metálicas de empacotamento denso.
Tamanho dos 
Átomos e Íons
Os raios metálicos 
dos átomos não 
aumentam 
regularmente dentro 
do grupo.
Tamanho 
dos Átomos 
e Íons
Os raios metálicos não são comparáveis:
1. inicialmente porque o boro não é um metal.
2. além disso o Gálio possui uma estrutura 
cristalina pouco comum e diferente dos demais 
elementos metálicos do grupo.
Quanto aos raios iônicos dos íons trivalentes eles 
aumentam de cima para baixo na família, embora 
não com a regularidade observada nos grupos 1 e 
2.
EN
ER
G
IA
 D
E 
IO
N
IZ
A
Ç
Ã
O
 
ENERGIA DE IONIZAÇÃO 
As energias de ionização aumenta da forma esperada( 1ªEI< 2ªEI < 3ªEI ). A 
soma das três primeiras energias de ionização, para todos os integrantes do 
grupo, é muito elevada. 
O Boro não apresenta nenhuma tendência a formar íons.
ENERGIA DE IONIZAÇÃO 
Os outros elementos normalmente formam ligações covalentes, exceto em 
solução.
Os valores das energias de ionização não decrescem regularmente dentro do 
grupo.
A diminuição do B para o Al está associada com a variação esperada e é coerente 
com o aumento do tamanho descendo no grupo.
Estados de Oxidação 
e Tipos de Ligação 
Composto deficiente de elétrons. 
 TRIFLUORETO DE BORO 
Estados de Oxidação e 
Tipos de Ligação 
ÂNION 
TETRAFLUORBORATO 
Elementos, Propriedades e NOX
 - B, Al, Ga, In, Tl e Nh
O nihônio é o elemento de maior raio atômico, maior caráter 
metálico, maior eletropositividade, menor afinidade eletrônica 
e de menor energia de ionização do grupo 13.
Todos os elementos dessa família estão no estado sólido em 
temperatura ambiente.
APLICAÇÃO 
Fabricação de ácido bórico.
Indústria eletrônica para 
controlar a condução de 
corrente elétrica em materiais 
como silício e germânio.
H3BO3 - Aplicação 
Solução oftalmológica - água boricada 
Ácido bórico e o bórax - combate baratas
Produção de slimes 
Fabricação de tecidos, madeira a prova de 
fogo, vidro - pyrex, antisséptico e germicidas 
Correção de acidez do solo 
 
Aplicação dos 
compostos 
Al2SO4 /Na2CO3 - Al(OH)3 
Clarificação da água - coagulação e floculação
 Al(OH)3 - é usado como quelante de fosfato 
para controlar o nível de fosfato no sangue em 
pacientes insuficiência renal. 
Aplicação dos 
compostos 
Al2SO4 /Na2CO3 - Al(OH)3 
Clarificação da água - coagulação e floculação
 Al(OH)3 - é usado como quelante de fosfato 
para controlar o nível de fosfato no sangue em 
pacientes insuficiência renal. 
Aplicação dos compostos 
dos elementos 
Antiácido + Mg(OH)2 - não produz gases 
Cloridrato de Alumínio - antitranspirantes
 AlCl3 - catalisador 
APLICAÇÕES 
Na medicina nuclear (no diagnóstico de 
tumores) e na construção de espelhos e 
painéis eletroluminosos e telas de LCD.
● Liga de mercúrio com tálio (8,5%) se 
solidifica em -60°C podendo ser usada em 
termômetros de baixas temperaturas
● Sulfato de tálio pode ser usado como um 
veneno para matar ratos; no entanto a 
venda deste produto é proibida em muitos 
países
● Na indústria de células fotoelétricas
● Óxido de tálio tem uso na produção de 
vidros com alto índice de refração
● cristais de tálio bromo-iodo podem ser 
usados em detectores de infravermelho
● Compostos com tálio eram usados 
para tratamento de dermatofitoses; 
com abrangência limitada por causa 
da toxicidade.
● Em eletrodos para detecção de 
oxigênio dissolvido.
● Em pesquisas de supercondutores 
em altas temperaturas.
Ocorrência e obtenção 
B Na forma dos minerais borax (Na2B4O7·10H2O) e kernita (Na2B4O6(OH)2·3H2O)
Principais depósitos de minerais contendo boro estão localizados na Califórnia, 
Estados Unidos; Kirka, Turquia; Chile; China e região de Vladivostok na Rússia.
Al Encontrado em sua forma metálica pura, e normalmente em minerais (bauxita) na 
forma de óxidos e silicatos. É o mais abundante entre os elementos metálicos na 
crosta terrestre.
Ga Não é encontrado livrena superfície terrestre
Os minerais que contém gálio – como a gallita (CuGaS2) – são raros e a obtenção 
é feita como um subproduto do refino de outros metais (minerais).
In Existem poucos minerais com o elemento e nenhum em abundância suficiente 
para justificar a mineração direta.
Ta Encontrado em pequenas quantidades junto com cobre, chumbo e zinco
https://imagens.tabelaperiodica.org/galio-no-mineral-galita/
https://imagens.tabelaperiodica.org/indio-no-mineral-roquesita/
http://www.youtube.com/watch?v=xDCfSFkZA2c
http://www.youtube.com/watch?v=-P2r_GYKhUE