1 1A	2 IIA					B,	Al					13 III A	14 IVA	15 VA	16 VIA	17 VII A	18 0
Vodík 1 H 1,00794(7)																	Helium 2 He 4,002602(2)
Lithium 3 Li 6,941(2)	Beryllium 4 Be 9,012162(3)											5 B 10,011(7)	Uhlík 6 c 12,0107(6)	Dusík lil 14,00674(7)	Kyslík 8 O 15,9994(3)	Fluor 9 F 16,9904032(5	Hm 10 Ne 20,1797(6)
Sodík 11 Na 22,039770(2)	Hořůík 12 Mg	3 III B	4 IVB	i 5 VB	6 VI B	7 VII B	VIII	9 VIII	10 VIII	11 I B	12 IIB	Hliník Kŕwnlk 13 14 AI Si 16,981538(2; 26,0855(3)		Fosfor 15 P 30,673761(2)	Sira 16 S 32,066(6)	Chlor 17 Cl 35/4527(9)	Argon 18 Ar 39,946(1)
Draslík 19 K 39.0983(1)	Vápník 20 Ca 40,070(4)	Skandium 21 Sc 44,955910(3)	Hun 22 Ti 47,867(1)	Vanad 23 V 60,9415(1)	Chrom 24 Cr 51,9961(6)	Mingan 25 Mn 54,936049(9)	Žakuo 26 Fe 56.845(2)	Kobalt 27 Co 58,933200(9)	NIM 28 Ni 56,6934(2)	2? Cu 63,546(3)	Zlnek 30 Zn 65,39(2)	Gallium 31 Ga 69,723(1)	Germanium 32 Ge 72,61(2)	Arsen 33 As 74,92160(2)	Selen 34 Se 78,96(3)	Brom 35 Br 79,904(1)	Krypton 36 Kr 63,00(1)
Rubidium 37 Rb 05,4678(3)	Stroncium 38 Sr 87,62(1)	Yttrium 39 Y 06,90586(2)	Zirkonium 40 Zr 91,224(2)	Nkkb 41 Nb 92,90638(2)	Molybdän 42 Mo 96,94(1)	TMirndum 43 Tc (96,9063)	Ruthenium 44 Ru 101,07(2)	Rhodium 45 Rh 102,90550(2]	Palladium 46 Pd 106.42(1)	Stříbro 47 i07.eofef)	Kadmium 48 Cd 112.411(8)	Indium 49 In 114.616(3)	Cín 50 Sn 118.710(7)	Antimon 51 Sb 121,700(1)	Tellur 52 Te 127,60(3)	Jod 53 1 126.90447(3)	Xenon 54 Xe 131,29(2)
Culum 55 Cs 132,90545(2)	Baryum 56 Ba 137,327(7)	57-70 Lantha-noldy	HtftikiTi 72 Hf 178,49(2}	Tantal 73 Ta 100,9479(1)	null r Jám 74 w 18334(1}	Rhankan 75 Re 186,207(1)	Oamlum 76 Os 190,23(3)	Iridium 77 lr 192,217(3)	Pudná 78 Pt 195,078(2)	Zlato 79 Au 190,96655(2)	Rtuť 80 200,59^1	Thallium 81 TI 204,3033(2)	Olovo 82 Pb 207,2(1)	Blsmiit 83 Bi 206,90030(2)	Polonium 84 Po (208,9024)	Astat 85 At (209,9871)	Radon 86 Rn (222,0176)
Francium 87 Fr (223.0197)	Radium 88 Ra (226,0254)	89-102 Aktl-noldy	RumtrfHdlum 104 Rf (261,110)	Dubnlum 105 Db (262,1144)	ftsaborglum 106 (263,1TO)	Bohrlum 107 Bh (294,12)	Haulum 108 Hs (265,1306)	Meitnerium 109 Mt (266)	Ununnlllurn 110 Uun (269)	Unununlum 111 Uuu (272)	Ununblum 112 Uub (277)						
13. skupina - 3 valenční elektrony
konfigurace nS2npi
x
ľ [kl moľ1]	/" [kJmoľ1]	/m [kJmoľ1]
801	2427	3660
578	1817	2745
1,8b
2,3
r
[pm]
2076 3927 90
660 2519 143
B 9-10-4%; Al 8,3%
Obecné informace
Bor - chemie nejsložitější po C, jediný nekov ve 13. skupině odlišný od těžších prvků skupiny chemicky se podobá Si (částečně C), vzácný prvek B má 2 stabilní izotopy, AI jeden 10B (20%) má velký účinný průřez pro záchyt neutronů
Neutron energy (eV)
• Bor - amorfní i několik krystalických modifikací, tvrdost 9,5
• inertní, v žáru mimořádně stálý
• základní strukturní motiv boru a jeho sloučenin je ikosaedr B12(dále se spojují, polycenterní elektrondeficitní vazby)
• název dle zdroje a podobnosti s uhlíkem: boron - borax + carbon)
(nikoliv dle N. Bohra viz Bohrium)
Bor
• ve sloučeninách tvoří kovalentní vazby, v oxidačním stupni +111
(výjimečně +11)
• kationty B3+ však neexistují (vysoká ľ" a malý průměr atomu)
• častá tvorba polycenterních elektronovědeficitních vazeb
(elementární bor, borany, boridy)
• typická hybridizace sp2 (příp. s ^-vazbou za pomoci volného 2pz orbitaiu) nebo sp3
Hliník
• stříbrobílý, kujný kov s výbornou tepelnou i elektrickou vodivostí (staré vodiče), olumen - hořká sůl KAI(S04)2.12H20 - aluminium
• treti nejrozsirenejsi prvek v zemské kure
• oxidační číslo + III (výjimečně +1 a +11), kationty Al3+ se však téměř nevyskytují (vysoká I111) povrch se na vzduchu pasivuje (oxiduje se) snadno vytváří slitiny se všemi kovy
Základní chemické informace
B
• za laboratorní teploty reaguje pouze s F2 a s 02 (na povrchu)
• za vyšší teploty s většinou prvků
• nerozpouští se v neoxidujících kyselinách (s H2S04 a HN03jen za horka), ani v taveninách alk. hydroxidů (do 500 °c) rozpouští se v tavenine hydroxid + uhličitan alkal. kovů
AI
reaguje s kyselinami i hydroxidy je amfoterní (srov. Be)
2 AI + 6 HCI + 6 H20 -2 AI + 2 NaOH + 6 H20
> 2 [AI(H20)6]CI3 + 3 H2 2 Na[AI(OH)J + 3 H2
• může tvořit až 6 o vazeb, proti B tedy hybridizace sp2 není příliš oblíbená, může použít i prázdné orbitaly 3d (sp3d2) [AIF6]3_ na vzduchu hoří svítivým plamenem na Al203
Výroba a použití
i
B
výroba:
• kernit Na20.2B203.4H20, borax Na2[B405(OH)4].8H20 (nepřesně Na2B4O7.10H2O)
• převede se na BBr3 a poté se rozkládá na rozžhaveném Ta vlákně, či rozkladem B2H6 průmyslově redukcí B203 Mg či Na
použiti:
• v letecké a raketové technice
• golfové hole, rybářské pruty
• chemická vakuová depozice na W vlákně pyrotechnika (amorfní bor)
[B405(OH)4]2
AI
výroba:
• bauxit (AI(OH)3, AIO(OH)), kryolit Na3[AlF6]/ korund a-AI203(tvrdost
9,0)
• Héroult - Hall 1886 (oběma 22 let) elektrolýza Al203 v Na3[AlF6]
použití:
• fólie; zrcadla (odráží > 90 %); slitiny - letadla, rakety, konstrukce; elektronika; pyrotechnika; termit
30 i
Aluminotermie
- vysoká afinita hliníku ke kyslíku
Fe203 + 2 AI-> 2Fe + Al203
(přes 2500 °C)
svařování kovů, příprava kovů termitové bomby či granáty ve 2. světové válce • nebezpečí: intenzivní světlo včetně UV, hořící po smísení s vodou vybuchuje
Boridy
Sloučeniny
B
Struktura složitá (M5B až MB66) - polycenterní elektronově deficitní
vazby, boridy bohaté na kov jsou žáruvzdorné, tvrdé, inertní
MB.
MB
12
Boridy AIB2, AIB12
• AIB2 s kyselinami i vodíkem vznikají toxické plyny
• AIB12 velice tvrdý používá se k mletí a broušení
AIB2
Výroba/příprava: přímá syntéza z prvků, elektrolytické vylučování z roztavených solí, redukce oxidů B4C, redukce halogenidů Použití: tepelně a chemicky namáhané povrchy (trysky elektrody regulačn tyče)
Borany - sloučeniny boru s vodíkem
- složité vazebné poměry - třícenterní elektrondeficitní vazby
(můstkové B-H-B, centrální BBB)
- plynné, kapalné i pevné molekulární sloučeniny
- toxické, reaktivní (stabilita roste s molekul, hmotností a uzavřeností struktury)
Výroba: vychází se z diboranu:
2 NaBH4 + 2 H3P04-> B2H6 + 2 NaH2P04 + 2 H2
Průmyslově:
6 NaH + 2 BF3-> 2 B2H6 + 6 NaF
Názvosloví boranů
nenabité - počet atomů B s předponou + počet H v závorce + koncovka an
B5H9    - pentaboran(9) B10H14 - r?/c/o-dekaboran(14)
anionty- počet atomů vodíku a počet atomů boru s předponou + koncovka -at
B5H8"   - oktahydropentaborat(l-) B10H102_ - dekahydro-c/oso-dekaborat(2-)
možné upřesnění typu struktury (kurzívou) parametr styx:
s - počet vazeb B-H-B t- počet třístředových vazeb BBB y- dvoustředové vazby B-B x- počet skupin BH2
B4H10 (40 2)
Reakce diboranu:
B2H6 + 6H20 B2H6 + HCI B2H6 + 6CI2
> 2 H3B03 + 6 H2 -> B2H5CI + H2
> 2 BCI3 + 6 HCI
Nejjednodušší nabitá BH částice: [BH4]"
2 LiH + B2H6-> 2 Li[BH4]
Strukturní typy boranů:
c/oso-borany BnHn+2: h
Existují pouze ve formě aniontů BnHn2
5 B2H6 + 2 CsBH4-> Cs2B12H12 + 13 H2
H
n/do-borany BnH
Existují i ve formě 1- až 2- aniontů, patří sem formálně i BH4~, připravují se opatrnou pyrolýzou diboranu
hypho-borany BnHn+8:
Nejotevřenější struktury. conjuncto-b o ra ny:
Vznikají spojení dvou nebo více předchozích typů.
Sloučeniny s C
Nahrazením alespoň jedné skupiny BH skupinou CH či C - karborany, vznikají pyrolýzou alkinu a boranu, nejčastější c/oso-karborany
Sloučeniny s N
Borazol (borazin), B3IM3H6
• je příbuzný benzenu - tzv. anorganický benzen, je však reaktivnější reaguje s vodou, methanolem, halogenovodíky atd.
Příprava:
3 LiBH4 + 3 NH4CI-> B3H6N3 + 3 LÍCI + 9 H:
H
B B
h H
H
B
H B H
H
H
B
H
N
B
N *       /.N +
H
B H
H
H
H
BN, nitrid boritý
Bílý, nevodivý, termicky stálý, málo reaktivní, příprava velice náročná, tvrdostí dosahuje či překonává diamant
(3-BN
a - BN
B203 + 2 NH3 B203 + CO(NH2)2 2 BN + 3 F,
» 2 BN + 3 H20 (T = 900 °C)
-> 2 BN + C02 + 2 H20 (T > 1000 °C)
» 2 BF3 + N
BN + 4HF-> NH/.BF,
Sloučeniny s kyslíkem
(BO)n- suboxid „oxid hornatý" B203 - oxid boritý - anhydrid kys. borité, s vodou opět k. boritá vzniká
B203 + 3 H20-> 2 H3BO3
H3B03/ B(OH)3/ kyselina boritá - slabá kyselina (výhradně adice OH)
H3B03 + 2 H20 -> [B(OH)J- + H30+
Příprava:
působením silné kyseliny na borax, zahřáním přechází na HB02, dále
až na B203.
> 4 H3B03 + 2 NaCI + 5 H20
Na2[B405(OH)4].8H20 + 2 HCI —
B(OH)3 + H20-> [B(OH)4]" + H+
H3B03 + 3 CH3OH-> B(OCH3)3 + 3 H20
Boritany - soli k. trihydrogenborité či monohydrogenborité
Příprava:
• reakce kyselin s oxidy či hydroxidy alkalických kovů
• struktura je většinou komplikovanější (viz borax Na2[B405(OH)4].8H20 )
• Na2[B2(02)2(OH)4].6H20 - př. reakcí peroxidu sodného s kys. trihydrogenboritou
Použití:
• výchozí surovina dalších sloučenin boru
• boraxové perličky - charakteristicky se barví s různými oxidy kovů
• smaltované nádoby, optika, pájení kovů
• peroxoboritan sodný jako bělicí složka v pracích prášcích
Sloučeniny s halogeny
BX:
• Lewisovy kyseliny síla klesá v řadě od BU k BR
CsF + BF:
■» CsBF,
C
B2F4
• vazba B-F je nejsilnější známá Jednoduchá'' vazba (646 kJ.mol1)
• mají snahu dimerovat, tyto dimery jsou ale velice reaktivní
• Tvorba DA-komplexů: BF3.NH3, BF3.H20, BF3.2H20, BF3.Et20...
BF3 se vodou zpočátku hydratuje, poté vzniká HBF4
4 BF3 + 6 H20-> 2 H30+ + 3 BF4" + H3B03
Ostatní halogenidy ve vodě hydrolyzují
BCI3 + 3 H20-> 3 HCI + H3B03
Příprava: BF3 (b. v. -101 °C)
B203 + 3 CaF2 + 3 H2S04-> 2 BF3 + 3 CaS04 + 3 H20
BCI? (b. v. 13 °C)
B203 + 3 C + 3 Cl2-> 2 BCI3 + 3 CO
Použití:
• BF3 - katalyzátor v organické syntéze
• BCI3 - výroba B a čištění kovů (Zn, AI, Mg, Cu), organická syntéza
Průmyslové výroby sloučenin B
kernit	sassolin	colemanit	borax
Na2B407.HH20	H3BO3	Ca2B60lv5H2:0	Ng2B407-10H20
+ H2S0,
+ CaF,
krystali zace
+ NaOH, Na2C03
krystalizace
Ma^B^07.10H^O
dehydratace
nebo anodická oxidace
Bz03	redukce C	B^C
		
+ N0H	[BHj-	
		
peroxohydrdty bortíanů
Sloučeniny
AI
Alan, AIH3
• bezbarvý, netěkavý Příprava:
3 LiAIH4 + AICI3-> 4 AIH3 + 3 LiCI
Li[AlH4]
• bílý, krystalický, termicky celkem stálý
• všestranné redukční činidlo především v organické syntéze
AICI3 + 4 LiH-> 4 Li[AIH4] + 3 LiCI
[AIHJ- + 4 H20-> [AI(OH)J- + 4 H2
AI4C3/ AI N, AIP
• obtížně tavitelné, tvrdé, reagují s vodou
• AI4C3 - s vodou vzniká hydroxid hlinitý a methan
• AIN - s vodou vzniká hydroxid hlinitý a amoniak
• AIP - s vodou vzniká hydroxid hlinitý a fosfan
Al203
• v přírodě jako korund, vzniká hořením AI či žíháním AI(OH)3
• tvrdost 9 použití jako tzv. smirek, dále jako brusivo (i zubní pasty), žáruvzdorné hmoty, keramiky, vláknitý se používá jako filtrační médium, izolace, zpevnění slitin, karoserie
MgAI204/ spinel(y), MAI204
v podstatě smíšené oxidy zajímavých elektrických vlastností využívají se v elektronice, v článcích apod.
MgAI20 FeAI204 ZnAI204 CoALO
2^4
- spinel
- hercynit
- gahnit
- Thenardova modř
Na-P-alumina
• struktura příbuzná spinelové, stabilizovaná kationty Na+
• tuhý elektrolyt - vysoká elektrická vodivost
AI2S3
2 AI + 3S-»AI2S3
AI2S3 + 6 H20-> 2 AI(OH)3 + 3 H2S
příprava extrémně exotermní!!!
AIX
AlCI chlorid hlinný využívá se při výrobě AI snadno disproporcionuje na AI a AICI3
2 Al{a||oy} + AlCI3{gas}     > 3AICI{gas}
AIX.
vznikají přímou reakcí prvků, vodou se hydrolyzují
AICI3 + 6 H20-> AI(OH)3 + 3 HCI
2 Al + 6 HCI + 6 H20 -> 2 [AI(H20)6]CI3 + 3 H2
dehydratace není možná, dochází k hydrolýze snadno tvoří tetraedrické komplexy, Lewisova kyselina, používá se v organické syntéze
solid state crystal structure
dimer monomer (liquid and gas phases)    (high temperature gas phase)
AIF3
2 AI+ 6 HF
■» 2 AIF3 + 3 H
■ netěkavý, málo reaktivní, ani s vodou nereaguje • používá se při výrobě AI, snižuje 1.1, a zvyšuje vodivost
■ s fluoridy kovů tvoří fluorohlinitany
M[AIF4], M2[AIF5] a M3[AIF6]
• nejznámější je kryolit Na3[AIF6]
• výroba mléčného skla, smaltů a hlavně AI
AIO(OH), AI(OH)3
• oba jsou to minerály, které se nacházejí v přírodě
• AI(OH)3 vzniká vysrážením z teplých roztoků AI solí zalkalizováním
• nebo reakcí amalgamu AI s vodou působením amoniaku na roztoky hlinitých solí vzniká AIO(OH) nejprve ve formě hydrogelu (obsahuje velké množství vody)
AI(OH)3 + 2 H20 O [AI(OH)4]" + H30+ AI(OH)3 + 6H20o [AI(H20)6]3+ + 3 OH"
• se silnými kyselinami tvoří stabilní soli (reagují kysele)
Kamence MIMIII(S04)2.12H20 -„alumen" KAI(S04)2.12H20
4/2'
Dihlinitan vápenatý Ca3AI206- složka portlandského cementu
Hydrolýza hlinitých solí
- snadno hydrolyzují za vzniku hydratovaného AI(OH)3 (soli slabých kyselin snadno, u solí silných kyselin není kvantitativní)
- roztoky [AI(H20)6]3+ reagují kysele:
[AI(H20)6]3+ -> H+ + [AI(OH)(H20)5]2+ -> H+ + [AI(OH)2(H20)4]1+ -> H+ + [AI(0H)3(H20)3]
- využití - čištění vody (vychytání pevných částic)
- snadný průběh hydrolýzy také znemožňuje přípravu bezvodých hlinitých solí dehydratací:
2 [AI(H20)6]CI3 -> Al203 + 6 HCI + 9H20
Organ o kovy
6 CH3MgCI + AICI3 O AI2(CH3)6 + 3 MgCI
• struktura stejná jako AI2CI6
• využívají se v katalýze při přípravě organických sloučenin
Komplexy
z komplexů jsou známy především cheláty preferuje koordinační číslo 6
Toxicita
B
borany jsou velmi toxické diboran dráždí plíce podobně jako fosgén pentaboran je ještě desetkrát toxičtější než diboran oba se mohou vstřebávat též kůží
borany poškozují ledviny, játra a hromadí se v centrální nervové soustavě
LD50(H3BO3) = 15 g (pro děti 2 g), účinný teratogen, tedy že může způsobovat poškození plodu
přitom nemá ani karcinogenní ani mutagenní účinky, což při prokázané teratogenitě nebývá obvyklé vyvíjející se plod používá při diferenciaci buněk na jednotlivé tkáně a soustavy zejména dotykového mechanismu, kde se uplatňuje receptorový rozpoznávací systém na bázi sacharidů, kyselina boritá dosti selektivně váže tyto sacharidy, čímž znemožňuje plodu diferenciovat se
sloučeniny jsou špatně rozpustné a tedy i málo toxické toxický pro ryby (v důsledku kyselých dešťů) hliníkové nádobí také netoxické
bezvodý chlorid hlinitý může mít dráždivé účinky na pokožku, sliznice a oči
vdechování jemných prachů hlinitých sloučenin, zejména oxidu hlinitého, může vyvolat onemocnění plic, zvané aluminosa dochází k vazivové přestavbě plic, což zmenší styčnou plochu mezi vdechovaným vzduchem a krví