Maravillas del Grupo 3
¿Necesitas lavar tu ropa o apagar un fuego? Es probable que necesite un compuesto del grupo 3. Aunque los compuestos químicos que contienen elementos del grupo 3 no son tan publicitados o populares como cosas como hierro, carbono u oxígeno, lo que esperamos obtener después de esta lección es una apreciación más profunda de este grupo particular de elementos en la tabla periódica y ver lo importante que son en realidad.
En términos de la importancia de un grupo específico de elementos, los elementos que se encuentran en el grupo 3 de la tabla periódica (la tercera columna) sin duda ocuparían un lugar destacado en la lista de muchas personas. Los elementos que se encuentran en el grupo 3 de la tabla periódica son únicos por decir lo menos, especialmente el boro y el aluminio. El boro y el aluminio se clasifican como metaloides, lo que significa que tienen propiedades tanto de metales como de no metales. Esto los hace muy versátiles en términos de sus usos y aplicación a cosas que damos por sentado a diario.
El boro y el aluminio son definitivamente los elementos más importantes del grupo 3 de la tabla periódica. Los compuestos que contienen estos elementos encuentran una amplia variedad de aplicaciones en la vida diaria. ¡Comencemos y veamos qué pueden hacer el boro y el aluminio!
Compuestos importantes que contienen elementos del grupo 3
Comencemos hablando de algunos compuestos químicos que contienen elementos del grupo 3. Limitaremos nuestra discusión a compuestos que contienen boro o aluminio.
Compuestos que contienen boro
El bórax, también conocido como borato de sodio, es una sal de ácido bórico y encuentra uso en la industria cosmética, como detergente para lavar, retardante del fuego e incluso como compuesto antifúngico en algunos casos. El bórax es una sustancia en polvo blanca que se disuelve con bastante facilidad en agua.
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El ácido bórico, la forma ácida del bórax, es otro importante compuesto que contiene boro. El ácido bórico se usa más comúnmente como insecticida y antiséptico, pero también es un gran reactivo en la síntesis química y sirve como ácido de Lewis. Hablaremos más sobre los ácidos de Lewis más adelante en la lección. Para hacer ácido bórico, simplemente podemos tomar bórax y reaccionar con ácido clorhídrico. ¡Es así de simple!
Compuestos que contienen aluminio
De la amplia gama de compuestos que contienen aluminio, el cloruro de aluminio (AlCl 3 ) es uno de los más comunes e importantes. El cloruro de aluminio es un sólido cristalino blanco / amarillo claro, y uno de los ácidos de Lewis más comúnmente empleados en síntesis química. Puede prepararse industrialmente a gran escala haciendo reaccionar aluminio metálico con cloro molecular a temperaturas elevadas. Es importante destacar que el cloruro de aluminio se usa a menudo en muchos productos, como los antitranspirantes.
Las aleaciones de aluminio (una aleación es una mezcla de metales) juegan un papel importante en la producción de ruedas de automóviles y otras partes metálicas de nuestros vehículos en la actualidad. Aunque una aleación de aluminio no siempre puede reemplazar un material de acero por razones de resistencia y durabilidad, su rentabilidad a veces la convierte en una alternativa atractiva en ciertas aplicaciones.
Compuestos que contienen elementos del grupo 3 menos comunes
Aunque es menos común que los compuestos que contienen boro y aluminio, el galio es un elemento del grupo 3 que encuentra uso en el campo de los semiconductores, la electrónica y también se usa para fabricar aleaciones de metales que tienen puntos de fusión bajos. El galio es un material blando y quebradizo a bajas temperaturas y en realidad un líquido por encima de temperaturas de unos 30 grados centígrados.
Tanto el indio como el talio son elementos del grupo 3 que en realidad no existen como elementos en la naturaleza, sino como sales iónicas en el núcleo de la tierra. Si quisiera aislar el elemento puro, tendría que realizar algunas reacciones químicas para extraer el metaloide en forma pura.
Compuestos de elementos del grupo 3 como ácidos de Lewis
Ya hemos mencionado un par de veces que los compuestos que contienen elementos del grupo 3 pueden servir como ácidos de Lewis (aceptores de pares de electrones) en la síntesis química. Veamos el trifluoruro de boro y el cloruro de aluminio como ejemplos para ver cómo. Debido a que los elementos del grupo 3 violan la regla del octeto (la tendencia de un átomo a tener 8 electrones de valencia a su alrededor) ya que solo forman 3 enlaces, tanto el boro como el aluminio tienen un orbital p vacío que pueden usar para aceptar un par de electrones de una base de Lewis.
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Uno de los usos más populares del cloruro de aluminio es en una reacción orgánica llamada acilación de Freidel-Crafts, en la que se agrega un cloruro de ácido orgánico a un anillo de benceno. En esta transformación, el cloruro de aluminio actúa como un catalizador ácido de Lewis para activar el cloruro de ácido para que pueda reaccionar con el anillo de benceno.
Resumen de la lección
En esta lección, nos enfocamos en compuestos que contienen elementos del grupo 3 de la tabla periódica, específicamente boro y aluminio. Debido a su posición en la tabla periódica y su naturaleza metaloide (propiedades de metales y no metales), pueden ser muy versátiles y encontrar un amplio uso en una variedad de aplicaciones.
- El bórax es un compuesto que contiene boro y se utiliza como detergente, retardante del fuego, se utiliza como compuesto antifúngico y también se utiliza en la industria cosmética.
- El ácido bórico es un antiséptico e insecticida y se puede preparar haciendo reaccionar bórax con ácido clorhídrico. También se puede utilizar como ácido de Lewis.
- El cloruro de aluminio es un ácido de Lewis que puede sintetizarse a partir de aluminio metálico y cloro molecular a temperaturas elevadas.
- Las aleaciones de aluminio son mezclas de metales a base de aluminio que, en algunos casos, pueden ser un reemplazo rentable de los materiales de acero.
- En general, los compuestos que contienen elementos del grupo 3 encuentran una amplia utilidad como ácidos de Lewis en la síntesis orgánica debido a que tienen un orbital p vacío que puede usarse para aceptar un par de electrones de una base de Lewis.
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