Grupo 3A

Elementos del Grupo 3a

Empecemos por ver la definición de los elementos del grupo 3A.

Como están en la 13ª columna, también se les llama grupo 13. También se les llama "familia del boro", ya que empiezan por el boro, como se muestra a continuación:

Fig.1-Ubicación del grupo 3A en la tabla periódica

Este grupo es diferente del grupo 3, que es la tercera columna de la tabla periódica. Es la primera columna de los metales de transición. El grupo 3A es la tercera columna transversal cuando omites los metales de transición.

Los elementos del grupo 3A por orden son

• Boro (B): Elemento 5

• Aluminio (Al): Elemento 13

• Galio (Ga): Elemento 31

• Indio (In): Elemento 49

• Talio (Tl): Elemento 81

Hay otro elemento en este grupo llamado nihonio (Nh). Está fabricado por el hombre, y las pequeñas cantidades que se fabricaron se desintegraron en segundos. Aunque se calcula que tiene propiedades similares a las de los elementos del grupo 3A, no se sabe lo suficiente sobre él como para hablar en profundidad de él.

Configuración electrónica del grupo 3A

Hablemos primero de la Configuración Electrónica de cada elemento , ya que nos dará una idea de algunas de sus propiedades.

A continuación se muestra la configuración electrónica de cada elemento del grupo 3A:

Los electrones de valencia están resaltados en azul.

Todos los del grupo 3A tienen 3 electrones de valencia, por lo que a menudo se les denomina "grupo 3A" en lugar de grupo 13.

Propiedades físicas de los elementos del grupo 3A

Existen tendencias claras en las propiedades físicas de este grupo. Sin embargo, el boro suele ser un valor atípico. El boro, a diferencia de los demás elementos 3A, es un metaloide, que comparte propiedades de los no metales y los metales. Los demás elementos del grupo 3A son metales.

He aquí algunas propiedades comunes de los elementos del grupo 3A:

• Metales blandos, plateados/grises

  • El boro es quebradizo y es un cristal oscuro o un polvo marrón

A modo de comparación, aquí tienes el aspecto del boro y el talio:

Fig.2 Comparación entre el boro y el talio

• Buenos conductores de la electricidad

  • El boro es un buen conductor a altas temperaturas, pero es un aislante (mal conductor) a temperatura ambiente.

• Puntos de fusión/ebullición bajos

  • El boro tiene un punto de ebullición significativamente más alto que los demás elementos del grupo 3a.

Como puedes ver, dado que el Boro es un metaloide, sus propiedades son algo diferentes a las de los demás elementos del grupo 3A, sin embargo, como verás más adelante, su reactividad "está en línea" con la mayoría o todos los demás elementos del grupo.

Tendencias en la tabla de propiedades físicas

Otra forma de caracterizar las propiedades físicas de un grupo es observar cómo cambian estas propiedades de un elemento a otro. Veamos algunas propiedades diferentes y sus tendencias a lo largo del grupo:

Punto de ebullición

A medida que se desciende en el grupo, el punto de ebullición disminuye

-Hay una fuerte disminución entre el boro y el aluminio

Radio atómico (distancia entre el centro del núcleo y el electrón o electrones más externos)El radio atómico aumenta a medida que se desciende en el grupo. Sin embargo, el aluminio es mayor que el galio. Esto se debe a que el galio tiene electrones d, que hacen un mal trabajo "blindando" la fuerza atractiva del núcleo frente a otros electrones. Por ello, la fuerza de atracción del núcleo es mayor, lo que significa que los electrones se mantendrán más juntos, haciendo que el radio sea menor.

Piénsalo como si pusieras trozos de papel entre dos imanes. El papel "blinda" a los imanes entre sí, por lo que la fuerza de atracción se debilita. Sin embargo, si hay menos hojas de papel, la fuerza de atracción es mayor. Electronegatividad (tendencia a atraer/ganar electrones)La electronegatividad disminuye a medida que se desciende en la tabla. El orden de mayor a menor electronegatividad es:

boro > galio > indio > talio > aluminio

Propiedades químicas de los elementos del grupo 3a

Todos los elementos del grupo 3A tienen un estado de oxidación +3 , excepto el talio, que tiene un estado de oxidación +1.

En este caso, eso significa que la mayoría de los elementos 3A perderán 3 electrones, lo que significa que pierden todos sus electrones de valencia. Esto significa que tienen un "conjunto" nuevo y completo de electrones de valencia (es decir, los electrones del nivel de energía inferior al más alto son ahora el nivel de energía más alto).

El talio sólo pierde un electrón, por lo que tendrá un orbital 6s completo.

Como el boro es un metaloide, forma principalmente enlaces covalentes, que son enlaces en los que los electrones se comparten entre dos no metales o un no metal + metaloide. Sin embargo, los demás elementos del grupo 3A suelen formar enlaces iónicos. Se trata de enlaces en los que un elemento dona electrones a otro elemento.

Reacciones y compuestos del grupo 3A

Los elementos del grupo 3A tienen un conjunto común de compuestos que producen, veamos algunos de ellos

Óxidos

Todos los elementos del grupo 3A pueden reaccionar con el gas oxígeno (_O2), como se muestra a continuación:

$$G_{(s)} + O_{2\,(g)} recta flecha G_2O_3$$

Donde "G" es un elemento del grupo 3A. Sin embargo, el talio es la excepción, ya que forma _TlO2 debido a su estado de oxidación +1 (el oxígeno tiene un estado de oxidación -2).

Nitrógeno

Excepto el Talio, todos los elementos del grupo 3A reaccionan con el gas Nitrógeno (_N2) como se muestra a continuación:

$$G_{(s)} + N_{2\(g)} \Nflecha recta GN$$

Donde "G" es un elemento del grupo 3A. El nitrógeno tiene un estado de oxidación -3, por lo que la proporción es 1:1.

Haluros

El último tipo de reacción del que vamos a hablar es con los haluros (grupo 17). Al igual que con los óxidos, todos los compuestos de haluro siguen una fórmula similar, excepto el talio.

A continuación se muestra una reacción general con haluros del grupo 3A:

$$G_{(s)} + X_{2\(g)} \N-flecha recta GX_3$$

Donde "G" es un elemento del grupo 3A y "X" es un haluro (ej: _Cl2, _Br2, etc.). Los haluros tienen un estado de oxidación -1, por eso la forma general es _GX3, pero el talio forma TlX.

Características del grupo 3A

Como resumen de lo que hemos aprendido, aquí tienes las características del grupo 3A:

• Metales

  • Excepto el boro, que es un metaloide

• Buenos conductores

  • Boro sólo a altas temperaturas

• Puntos de fusión/ebullición bajos

  • Excepto el boro

• Tienen 3 electrones de valencia

• Tienen un estado de oxidación +3

  • excepto el talio, que tiene un estado +1

• Reaccionan con el oxígeno gaseoso, el nitrógeno gaseoso y los haluros

  • El talio no reacciona con el nitrógeno gaseoso