Ana sayfa Kimya 3A Grubu Elementleri- Toprak Metalleri

3A Grubu Elementleri- Toprak Metalleri

943
0
PAYLAŞ
3A GRUBU ELEMENTLERİ(TOPRAK METALLERİ)

3A gurubu metalleri toprak metalleri ya da bir diğer adıyla alüminyum metalleri olarak bilinir. Bu grupta sadece bor elementi yarı metaldir.

Bu grubun üyeleri: B (bor ), Al (alüminyum), Ga (galyum), In (indiyum), Tl (talyum), Nh (nihonium). Atom numaraları sırasıyla: 5-13-31-49-81-113’dür.

Toprak metalleri, periyodik çizelgenin IIIA grubunda yer alan metallerdir. Toprakta bulundukları için toprak metalleri olarak da bilinmektedir. Eski Yunanlar ve Romalılar, Al tuzlarını, boya renklerinin sabitleştirilmesinde kan durdurucu olarak kullanmıştır.

Toprak Metallerinin Kimyasal Özellikleri

Periyodik çizelgede en yüksek yükseltgenme basamağının kazanılması yönünden yukarıdan aşağıya doğru inildikçe farklılık görülmektedir. Küçük elementler en yüksek yükseltgenme basamağına varmaya yatkın iken büyük elementlerde bu yatkınlık giderek azalmaktadır.

Toprak metallerinin değerlik tabakası elektron konfigürasyonu ns2np1’ dir.

Al her zaman (+3) yükseltgenme basamağına sahiptir.

Ga, Tl ve In (+3) yükseltgenme basamağının yanında (+1) yükseltgenme basamağında da bulunabilmektedir.

Toprak metalleri (+3) yükseltgenme basamağında olduğundan sulu çözeltilerinde, suyun elektronlarını çekmekte ve bu çekim kuvveti yukarıdan aşağıya doğru azalmaktadır.

Toprak metallerinin halojenürleri Lewis asidi olarak davranmaktadır. Bu nedenle Lewis bazları ile kompleks iyonlar veya katılma bileşikleri oluşturmaktadırlar.

Toprak metalleri oksijen ile oksitlerini vermektedir. M toprak metallerini göstermek üzere,

2 M + 3/2 O2 –> M2O3

Toprak metalleri asitler ile etkileşerek H2(g) açığa çıkartmaktadır. M toprak metallerini göstermek üzere,

M + 3 H+ –> M3+ + 3/2 H2

Al, üzerinde oluşan oksit tabakası nedeni ile havaya ve birçok kimyasal maddeye karşı dayanıklıdır. Al’ nin oksijene karşı ilgisi fazla olmasına rağmen koruyucu bu oksit tabakası nedeni ile oksitlenme daha ileriye gidememektedir.

Yüzeyinin pasifliği dolayısı ile asitler ile daha yavaş tepkime vermektedir. Bu pasifliğin giderilmesi için ortama Hg ya da Cu tuzları ilave edilmektedir. Seyreltik HCl ile yavaş ve derişik H2SO4 ile sıcakta etkileşmektedir.

Toprak Metallerinin Önemli Bileşikleri

B(OH)3 (Borik asit)

Antiseptik, böcek ilacı ve koku gidericilerde
kullanılan beyaz kristal renkli, suda çözünen bir inorganik asit.

HBN (Hekzanol Bor Nitrür)

Beyaz renkli olup alüminaya, yapısal olarak grafite benzeyen, zehirsiz, geçirimsiz ve kaygan bir malzemedir.

 

Al(OH)3 (Alüminyum hidroksit)

Amfoter özellik göstermekte, kuvvetli asitler ile tepkimelerinden tuzları, kuvvetli bazlar ile tepkimelerinden alüminatları vermektedir.

Al(OH)3 + 3 HCl –> AlCl3 + 3 H2O

2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 –> Al2(SO4)3 + 6 H2O

Al(OH)3 + NaOH –> NaAl(OH)4

Şaplar MIAl(SO4)2.12H2O

 Al2(SO4)3’ ün Na2SO4, K2SO4 ve NH4SO4 gibi (+1) yükseltgenme basamaklı metal sülfatlar ile karıştırılıp kristallendirilmesi ile elde edilmektedir. M (+1) yükseltgenme basamaklı metal iyonunu göstermek üzere,

M2SO4 + Al2(SO4)3 + 24 H2O –> 2 MAl(SO4)2.12H2O

Şaplar kan dondurucu olarak, boya, kağıt, kibrit vb. yapımında kullanılır.

Toprak Metallerinin Kullanım Alanları

BOR (B)

Roket yakıtlarında kompozit (katkı maddesi), ince taneli inşaat çeliğine alaşım ilavesi, nükleer yakıtların muhafazası için kullanılan çeliğe kompozit, nikel esaslı alaşımlar, helikopter pervaneleri, tenis raketleri, golf sopası, (kristalize Bor ve borfibrin), bombardıman uçaklarındaki kaplama,  zırh ve kursun geçirmez yelekler, lehim kullanımında (borik asit), tahta koruma ürünlerinde (az zehirli olusundan), aleve dayanaklılığından dolayı platinlerde kullanılır.

Alüminyum (Al)

Saf Al, yapı malzemesi, refraktör ve iletken yapımında, gıda ve kimya endüstrisinde kullanılmaktadır. Elektroliz işleminden elde edilen Al; blok, levha, kütük, çubuk ve külçe halinde piyasaya sürülmekte ve alaşım yapımında kullanılmaktadır.

Hafif bir metal olması nedeni ile alaşımları, otomobil parçalarının ve yapı malzemelerinin üretiminde ve uçaklarda kullanılmaktadır.

Birçok metalin elde edilmesinde ve demiryolu raylarının birbirine kaynatılmasında kullanılmaktadır.

Toz Al’ nin bezir yağı ile karıştırılmasından yaldızlı boya elde edilmektedir. Yaldızlı boya havadan etkilenen bazı metal eşyaların yüzeylerine sürüldüğünde, yüzeye yapışmakta ve hem metal eşyanın güzel görünmesine neden olmakta hem de metal eşyanın oksitlenmesini önlemektedir.

Kristal AlCl3, tekstil sanayisinde, bazı özel sabunların yapımında ve suyun temizlenmesinde kullanılmaktadır.

Şaplar, ilaç, tekstil ve kağıt endüstrisinde, boyacılıkta ve dericilikte, söndürücülerde, ateşe dayanıklı elbise yapımında, fotoğrafçılıkta ve kabartma tozu yapımında kullanılmaktadır. Boyacılıktaki kullanımı hidrolizi ile oluşan Al(OH)3’ ün pamuk üzerine tutulması ve boyanın Al(OH)3 aracılığı ile kumaşa tutulmasına dayanmaktadır.

Galyum (Ga)

Erime ve kaynama noktası arasındaki büyük farklılık nedeni ile yüksek sıcaklıklardaki sıcaklık ölçerlerde kullanılmaktır.

Cam ve porselene ıslak bir görünüm vermek amacı ile kullanılmaktadır. Cam üzerine sürüldüğünde oldukça parlak bir ayna oluşturmaktadır.

Galyum arsenit GaAs, elektriği doğrudan ışığa çevirebilme özelliğine sahiptir.

Indiyum (In)

Parlak bir görünümü olduğu için özel aynaların yapımında kullanılmaktadır.

InAs, In2S3 ve InP yarıiletken teknolojisinde kullanılmaktadır.

Talyum(Tl)

Alaşım yapımında kullanılmaktadır. Hemen hemen tüm metaller ile alaşımı bulunmaktadır.

Bileşikleri özel camların üretiminde kullanılmaktadır.

Tl2SO4, karınca öldürücü olarak kullanılmaktadır.

Tl2O, kırılma indisi yüksek camların üretiminde ve güneş gözlüklerinin yapılmasında kullanılmaktadır.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here