Textbook Notes (368,448)
United States (206,046)
Chemistry (38)
CHM 2046 (15)
Christou (14)
Chapter 21

Chapter 21 Main Groups Week 2 2009.doc

7 Pages
36 Views
Unlock Document

Department
Chemistry
Course
CHM 2046
Professor
Christou
Semester
Spring

Description
GROUP 13.  (ns np ) 2 1 Metallic character decreases moving right, and we find that boron (B) is not a metal =  ­ “metalloid”.  B O  i2 a3idic (cf. Li O is basi2, gives OH in water).  Down group, metallic  character increases ­ remainder are metals but oxides of Al and Ga are amphoteric (see below),  while those of In and Tl are basic. Compare: B: B O  (s) + 6 NaOH (aq) →  2 Na BO  (aq) +  3 H O (l) 2 3 3 3 2  acid            base                     salt                water (cf.   HCl (g)   +    NaOH (aq) →     NaCl (aq)     +     H O(l) ) 2 in water, forms B(OH)  (or H 3O ), kn3wn a3 boric acid. B(OH)  + 2 H O  ⇌  B(OH)   +  H O      pK  = 9.25 3 2 4 3 a Al, Ga:  oxides react with bases as above, but also with acids.  They are “amphoteric” (= can  behave as both acids or bases)   Al 2  3s) +  6 NaOH  →  2 Na AlO  (aq) 3  3 H3O (l) 2     acid             base               salt                   water            A2 O3 (s) + 3 H S2  (4)  →  Al (SO )2 (s)4 33 H O (l) 2              base             acid               salt                    water In, Tl:  oxides are basic and react only with acids. In 2  3s) + 3 H SO 2(l) 4→  In (SO )  2s) +4 3H O (l) 2                 base             acid                salt                    water Bonding:  B compounds are covalent, Al are sometimes ionic and sometimes covalent; ionic  character increases down the group. Oxidation States All form +3, but Tl also +1.  In general, when two oxidation states are possible, lower one  becomes more important down the group, and its properties are more metal­like. 1 Again, B (period 2) more different from the rest of group.  For example, B forms many electron­ deficient compounds:  stable but nevertheless reactive to Lewis bases ⇨  attain an octet e.g.,  B3  :F:  B has only 6 e in its outer (valence)        :F:B:F:        shell ∴ strong Lewis acid∴ will accept             electron pair from Lewis base e.g.,    3F    +  3:NH   3  F B─N3                                                                         ­ + this is source of acidity of    3B(OH2   + H O →  4B(OH)  + H   Uses:  Plentiful.  2 3  used in production of borosilicate glass.  3(OH)  (boric acid) used as  disinfectant, eyewash, insecticide2  4a5[B O 4OH) 2⋅8H O used in washing powders. Boron hydrides BxHy very important class of compounds. Aluminum sulfate used in water purification, dye industry, antiperspirants, etc. Al O  used as a support for industrial catalysts, chromatography supports, etc. 2 3 BN compounds similar to analogous C compounds. e.g.  borazene like benzene. Borazon (BN) ∞has a similar structure to diamond and  thus also very hard. Diagonal Relationships:   Be with Al (and B with Si) Be and Al have similar properties e.g., similar covalences in their compounds. GROUP 14.  (ns np ) 2 2 ­ first group to show complete range of properties, from non­metal (C), through metalloids  (Si, Ge), to metals (Sn and Pb) – shows up in properties such as melting points and ΔH  ­ non­ fus metals give strong covalent bonding ∴ higher melting points (Table 14.2) Elements:  show important allotropes for the first time in C chemistry:  graphite (2D sheets),  diamond (3­D network), C  (molecular fullerenes, e.g., C , C , …). C  looks like a soccer ball. n 60 70 60 e.g., diamond graphite very hard soft and greasy (used as lubricant) colorless black 3D 2D sheets insulator conductor Graphite is the standard state of C at 298 K and 1 atm.  Diamond formed at high T and P and  interconverts to graphite at 298 K (1 atm), but very slowly. Oxidation states:  multiple ones now more common! C: non­metal: compounds all covalent except C  (carbide) ion e.g. Ca C.  Oxide  2 (CO )2acidic:  almost all oxid. states from ­4 to +4 (e.g., CH  to C4 ) know2. Si, Ge: metalloids: essentially all compounds +4 ox. state, but some +2. Sn, Pb: metals +4 (covalent) e.g., MO 2 +2 (ionic usually) e.g., MO 2­ C usually four­coordinate (exception C≡O).  Other elements show more exceptions (e.g., SiF ,  6 GeCl ,6Sn(OH) , Pb6OH) , but st6ll usually four­coordinate. Why this difference between C  2 2 and the rest? C has 2s 2p  outer configuration with no available d orbitals.  Remainder of  elements have d orbitals they can use in bonding ∴ can form six bonds (sp d  hybrids). 2  As we saw for the other groups    , there is a big difference between C and rest of the  group.  Main differences:   (i) ability to form low (down to ­4) oxidation states (ii) forms multiple bonds to itself or other light elements (N, O) e.g. CO  (i.e. O2C=O), acetone  (i.e. (CH 3 2=O) (iii) forms stable/common single bonds to itself (“catenation” = chain formation). e.g. n­butane  is H 3­CH ­C2 –CH 2conta3ning a C­C­C­C chain.  3 Include O, N, S, etc. and you have Organic Chemistry and Biochemistry! – and Life. π­bonding:  C is small, forms strong enough π bonds to give stable compound
More Less

Related notes for CHM 2046

Log In


OR

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


OR

By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.


Submit