Свойства элементов подгруппы галлия

Химические свойства:химические свойства галлия близки к свойствам алюминия, но реакции металлического галлия, как правило, идут гораздо медленнее из-за меньшей химической активности. Оксидная плёнка, образующаяся на поверхности металла на воздухе, предохраняет галлий от дальнейшего окисления.

 

Галлий медленно реагирует с горячей водой:2Ga+6H2O 2Ga(OH)3+3H2

При реакции с перегретым паром (350 °C) образуется соединение GaOOH (гидрат оксида галлия или метагаллиевая кислота):2Ga+4H2O 2GaOOH+3H2

Галлий взаимодействует с минеральными кислотами с выделением водорода и образованием солей:2Ga+6HCl 2GaCl3+3H2

Продуктами реакции с щелочами и карбонатами калия и натрия являются гидроксогаллаты, содержащие ионы Ga(OH)4− и Ga(OH)63−:

2Ga+6H2O+2NaOH 2Na[Ga(OH)4]+3H2O

Галлий реагирует с галогенами: реакция с хлором и бромом идёт при комнатной температуре, с фтором — уже при −35 °C (около 20 °C — с воспламенением), взаимодействие с иодом начинается при нагревании.При высоких температурах температурах нагреванием в запаянной камере можно получить неустойчивые галогениды галлия(I) — GaCl, GaBr, GaI:2Ga+GaI3 3GaI

Галлий не взаимодействует с водородом, углеродом, азотом, кремнием и бором.При высоких температурах галлий способен разрушать различные материалы и его действие сильнее расплава любого другого металла. Так, графит и вольфрам устойчивы к действию расплава галлия до 800 °C, алунд и оксид бериллия BeO — до 1000 °C, тантал, молибден и ниобий устойчивы до 400-450 °C.С большинством металлов галлий образует галлиды, исключением являются висмут, а также металлы подгрупп цинка, скандия, титана. Один из галлидов V3Ga имеет довольно высокую температуру перехода в сверхпроводящее состояние 16,8 K.

Галлий образует гидридогаллаты:4LiH+GaCl3 Li[GaH4]+3LiCl

Устойчивость ионов падает в ряду BH4− → AlH4− → GaH4−. Ион BH4− устойчив в водном растворе, AlH4− и GaH4− быстро гидролизуются:[GaH4 +4H2O Ga(OH)3+O +4H2

Галлийорганические соединения представлены алкильными и арильными производными общей формулы GaR3 и их галогеналкильными и галогенарильными аналогами GaHal3-nRn. Галлийорганические соединения неустойчивы к воде и воздуху, однако реагируют не так бурно, как алюминийорганические соединения.При растворении Ga(OH)3 и Ga2O3 в кислотах образуются аквакомплексы [Ga(H2O)6]3+, поэтому из водных растворов соли галлия выделяются в виде кристаллогидратов, например, хлорид галлия GaCl3*6H2O, галлийкалиевые квасцы KGa(SO4)2*12H2O. Аквакомплексы галлия в растворах бесцветны.

Индий. Электроотрицательность 1,78.Устойчив и не тускнеет в сухом воздухе при комнатной температуре, но выше 800 °C горит фиолетово-синим пламенем с образованием оксида.Растворяется в серной и соляной кислотах, быстрее — в азотной и хлорной, с плавиковой кислотой медленно реагирует при нагревании, органические кислоты (муравьиная, уксусная, щавелевая, лимонная) постепенно растворяют индий.С растворами щелочей, даже кипящими, заметно не реагирует.Реагирует с хлором и бромом.При нагревании реагирует с иодом, серой (выше 620 °C), селеном, теллуром, диоксидом серы (выше 600 °C), парами фосфора.Степень окисления от +1 до +3, наиболее устойчивы 3-валентные соединения.

Таллий — блестящий серебристый металл с голубоватым оттенком. На воздухе быстро тускнеет, покрываясь чёрной плёнкой оксида таллия Tl2O.Существует в трёх модификациях. Низкотемпературная модификация Tl II с гексагональной решеткой, a = 0,34566 нм, c = 0,55248 нм. Выше 234 °C существует высокотемпературная модификация Tl I, с объёмноцентрированной кубической решеткой типа α-Fe, а = 0,3882 нм. При 3,67 ГПа и 25 °C — модификация Tl III с кубической гранецентрированной решеткой, а = 0,4778 нм. Температура плавления составляет 577 K (304 °C), кипит при 1746 K (1473 °C)[2]. Таллий относится к группе тяжёлых металлов; его плотность — 11,85 г/см3.Сечение захвата тепловых нейтронов атомом — 3,4 ± 0,5 барн. Конфигурация внешних электронов — 6s26p. Энергии ионизации (в эВ): Tl0→Tl2+→Tl3+→Tl4+ соответственно равны 6,106; 20,42; 29,8; 50,0.Таллий диамагнитен. При температуре 2,39 K он переходит в сверхпроводящее состояние.Спектр таллия в видимом диапазоне: 525,046 нм (зелёный).