3. Hauptgruppe

Question 1

Wie unterscheidet sich Bor von den anderen Elementen der 3. HG?

Answer 1

• Bor ist das einzige Nichtmetall und viel kleiner als die anderen
• Ionisierungsenergie von Bor sehr hoch-> keine B³⁺-Ionen->Borverbindungen immer kovalent

Question 2

Was lässt sich zum Säure-Base-Verhalten der Oxide und Hydroxide der 3. HG sagen?

Answer 2

• abnehmender Säurecharakter mit zunehmender Ordnungszahl
• B₂O₃ und B(OH)₃ (Borsäure)->sauer
• Al und Ga->amphoter
• In und Tl basisch

Question 3

Inwiefern ist Borsäure sauer?

Answer 3

• in Wasser-> OH^--Akzeptor(daher Lewis-säure)
• >Proton frei
• [B(OH)₄]^- +H⁺

Question 4

Wie kommt Bor elementar vor?

Answer 4

-als B₁₂-Ikosaeder

Question 5

Wie sind die Bindungsverhältnisse im Diboran?

Answer 5

-es handelt sich um zwei 2 Elektronen 3-Zentren-Bindungen die zwischen den Bor-Atomen und dem Wasserstoff-Atom zwischen ihnen besteht

Question 6

Aluminium ist das reaktivste Element der Gruppe, warum reagiert es nicht andauernd?

Answer 6

• es wird durch eine Oxidschischt passiviert
• > 2Al+3O₂-> Al₂O₃ ->deltaH=-1677

Question 7

Was passiert wenn Aluminium mit Quecksilber reagiert?

Answer 7

es bildet sich die Legierung Aluminiumamalgam

->AlHg

Question 8

Was st das Aluminothermische Verfahren?

Answer 8

• Gewinnung von Metallen aus ihren Oxiden in Anwesenheit von Aluminium
• beruht auf der sehr negativen reaktionsenthalpie von Al₂O₃

Question 9

Wie wird elementares Bor aus Borsäure gewonnen?

Answer 9

• Borsäure wird nach erhitzen zu Boroxid und Wasser
• dann mit Mg
• B₂O₃+3Mg->2B +3MgO

Question 10

Wie wird reines Aluminiumoxid aus Bauxit gewonnen?

Answer 10

• Al(O)(OH)->Aluminiumoxid-hydroxid, Al-Hydroxid und Fe₂O₃
• Al(OH)₃->amphoter kann unter Druck mit heißer NaOH-Lösung in Lösung geracht werden:

Bauxit + NaOH->Na(Al(OH)₄) + Fe₂O₃

-verdünnen und Abkühlen Lösung->Verschiebt sich auf seite des Hydroxids ->

Na(Al(OH)₄) -> NaOH+ Al(OH)₃

• >glühen Hydroxids ->Al₂O₃
• >dann Schmelzelektrolyse mit Kryolith-> elemtares Al und Sauerstoff wird erhalten

Question 11

Was lässt sich zu den Bor-Halogeniden sagen?

Answer 11

• Trihalogenide
• Bor ist sp²-hybridisiert und mit jeweils einem Halogen kovalent gebunden-> ein unbesetzes p-Orbital->Lewis-Säure
• außerdem gibt es eine delokalisierte pi-Bindung der freien EP über das unbestze p-Orbital des Bors
• umso kleiner das Halogen, desto stärker die Bindungen, und mit zudehmender Ordnungszahl innerhalb der Hauptgruppe nimmt Stabilität ab, durch die Unterschiede der Orbitalgröße
• außerdem nimmt die Lewis-Acidität zu, da die Ladungsdichte durch die delokalisierte pi-Bindung mit dem unbesetzten p-Orbital abnimmt

Question 14

Reaktion BH₃ mit Lewis-Base(z.B. LiH)?

Answer 14

• gibt Elektronenpaar des Hydridion in unbesetztes p-Orbital
• >sp³-hybridisiertes BH₄^-+ Li⁺

Question 15

Borhalogenide und Hydriddonor?

Answer 15

-es entsteht Diboran

Question 16

Diboran + Lewis-Base?

Answer 16

• Brückenbindungen werden abgespalten und es bildet sich ein Monomer
• 2 Lewis Basen benötigt

Question 17

Kryolith-Verfahren? Was bewirkt Kryloith?

Answer 17

Al2O3 (TS = 2045 °C)

Al2O3 in einer Kryolithschmelze ( 80 bis 90 % Kryolith) TS ca. 950 °C