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Borgruppe
Als Borgruppe bezeichnet man die 3. Hauptgruppe (nach neuer Nummerierung der IUPAC Gruppe 13) des Periodensystems. Sie enthält die Elemente Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) und Thallium (Tl). Das künstlich hergestellte radioaktive Element Ununtrium (Uut), auch „Eka-Thallium“ genannt, zählt ebenfalls dazu. Die frühere Bezeichnung „Erdmetalle“ wurde von der Tonerde, einem Aluminiumoxid (Al2O3), abgeleitet und ist heute nicht mehr in Gebrauch. Sie war noch dazu irreführend, da Bor zu den Halbmetallen gerechnet wird.
Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
EigenschaftenDas erste Element der Gruppe, Bor, unterscheidet sich aufgrund seiner halbmetallischen Eigenschaften wesentlich von den weiteren Elementen der Borgruppe, die allesamt Metalle sind und in ihren Eigenschaften den Erdalkalimetallen ähneln. Physikalische EigenschaftenMit zunehmender Ordnungszahl wachsen Atommasse, Atomradius und Ionenradius. Den höchsten Schmelzpunkt hat Bor mit 2076 °C, den niedrigsten Gallium mit nur 29,76 °C (Körpertemperatur: ~37 °C). Dazwischen liegen Indium (156,6 °C), Thallium (304 °C) und Aluminium (660,32 °C). Die Siedepunkte nehmen von oben nach unten ab: Bor hat mit 3927 °C den höchsten Wert, danach folgen Aluminium (2467 °C), Gallium (2204 °C), Indium (2072 °C) und schlussendlich Thallium (1473 °C). Mit steigender Ordnungszahl wächst die Dichte, während die Härte abnimmt. Bor hat mit 2,460 kg/dm3 die geringste Dichte und mit 9,3 die höchste Mohshärte, bei Thallium ist es mit einer Dichte von 11,850 kg/dm3 und einer Mohshärte von nur 1,2 genau umgekehrt. Die höchste elektrische Leitfähigkeit hat Aluminium mit 37,7 MS/m (etwa ein Drittel der Leitfähigkeit von Kupfer), die geringste weist Bor mit 10 mS/m auf. Die 1. Ionisierungsenergie sinkt mit wachsender Ordnungszahl von 8,298 eV bei Bor auf 5,786 eV bei Indium ab, wobei Gallium jedoch mit 5,999 eV (anstatt des Aluminiums mit 5,968 eV) an zweiter Stelle steht. Thallium hat mit 6,108 eV einen erhöhten Wert. Die Elektronegativität ist bei Bor mit 2,0 am größten, erreicht mit 1,5 bei Aluminium einen vorläufigen Tiefpunkt und steigt dann wieder auf 1,8, den Wert von Gallium, an. Im weiteren Verlauf sinkt die Elektronegativität wieder auf den Wert 1,4 (Thallium). Bei sehr niedrigen Temperaturen leiten Aluminium, Gallium, Indium und Thallium elektrischen Strom ohne Widerstand. Sie werden zu Supraleitern.
ElektronenkonfigurationDie Elektronenkonfiguration lautet [X] ys2yp1. Das X steht hierbei für die Elektronenkonfiguration des eine Periode höher stehenden Edelgases, und für das y muss die Periode eingesetzt werden, in der sich das Element befindet. Ab Gallium ist auch ein (y-1)d10-Orbital vorhanden; und ab Thallium findet sich auch ein (y-2)f14-Orbital. Für die einzelnen Elemente lauten die Elektronenkonfigurationen:
Der Oxidationszustand ist +3. Nur Thallium und Indium kommen auch mit der Oxidationszahl +1, die bei Thallium sogar häufiger als +3 auftritt, vor. Chemische ReaktionenIn den folgenden Gleichungen steht das X für ein Element aus der dritten Hauptgruppe (Borgruppe).
Verbindungen
VorkommenDie Erdkruste besteht zu 7,3 % aus Elementen der Borgruppe, die meist als Oxide vorliegen. Davon entfallen 99,94 % auf Aluminium, das häufigste Metall in der Erdkruste. Die übrigen Elemente der Borgruppe sind selten. Diese 0,06 % teilen sich wie folgt auf:
Aluminiumhaltige Mineralien: Kein Element der Borgruppe tritt gediegen auf. LiteraturHans Breuer: dtv-Atlas Chemie (Band 1: Allgemeine und anorganische Chemie). S. 114-129 (2000), ISBN 3-423-03217-0 |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Borgruppe aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |