ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Элементы подгруппы галлия из "Избранные главы неорганической химии. В.2" Известны также соединения этих элементов, в которых они формально двухвалентны , но фактически в них либо существует связь М—М, как, например в монохалькогеннда.х, либо они представляют собой комплексные соединения, в состав которых входят одновременно одно- и трехвалентные ионы, как наппимер, в дигалогенидах М1(М С14), где М = Са, 1п, Т1. [c.167] Элементы подгруппы Оа относятся к рассеянным элементам (со-держание их в рудах не превышает десятых долей процента). Собственные минералы встречаются крайне редко и не имеют практического значения. Среднее содержание элементов в земной коре представлено в табл. 1.17. Проявляя халькофильиый характер, элементы подгруппы галлия встречаются в сульфидных минералах, например германите, сфалерите, галените, халькопирите и др. [c.168] Природная изотопная смесь состоит из двух изотопов с массовыми числами 69 (61,2%) и 71 у галлия 115 (95,7%) и 113 у индия 205 (70,48%) и 203 у таллия. [c.169] Металлические Оа, 1п, Т1 получают чаще всего электролизом водных растворов их солей. Для очистки металлов применяют зонную плавку, отгонку примесей в вакууме при высокой температуре и другие методы, позволяющие приготовить металлы высокой степени чистоты. Так, например, метод зониой плавки позволяет получить Оа чистотой 99,9999%. [c.169] Наиболее важной областью применения Оа, 1п, Т1 в настоящее время является производство полупроводниковых материалов, а также оптических стекол и зеркал. [c.169] Галлий, индий и таллий — мягкие, легкоплавкие, серебристо-белые металлы. Их важнейшие характеристики представлены в табл. Г17. Следует отметить, что галлий принадлежит к числу самых легкоплавких металлов, уступая по легкоплавкости только ртути и цезию. Температура кипения галлия (см. табл. М7) гораздо выше, чем у других легкоплавких металлов, вследствие чего Оа нмеет самый большой температурный интервал существования в жидком состоянии. В отличие от других металлов кристаллическая решетка галлия образована двухатомными молекулами ( са-са = 2,44 А). Молекулы Оаг сохраняются и в жидком металле, тогда как в парах металлический Оа почти всегда одноатомен. [c.169] При хранении на воздухе Оа и 1п, подобно алюминию, покрываются тончайшей пленкой окисла, которая предохраняет их от дальнейшего окисления в противоположность им Т1 на воздухе нестоек, быстро темнеет, покрываясь черной коркой, состоящей в основном из ТЮз. Поэтому слитки металлического Т1 при хранении либо покрывают специальным лаком, либо хранят под слоем прокипяченой дистиллированной воды в плотно закрытых банках. [c.169] В ряду напряжения Оа, 1п, Т1 располагаются до водорода. На холоду оии медленно растворяются в разбавленных минеральных кислотах, а при нагревании — быстро, с образованием соответствующих солей. При этом Оа и 1п образуют производные М (П1), а Т1—М (I). Лучшим растворителем для талия является НКОз. Несколько хуже он растворяется в Н2504. С растворами галогеноводородных кислот (кроме НР) Т1 практически не взаимодействует, так как галогениды Т1 (I), за исключением фторида, мало растворимы в воде. [c.169] Как уже упоминалось, устойчивость элементов подгруппы галлия в степени окисления +3 падает з ряду Ga (111)- Т1 (III). Трехвалентный галлий по своим химическим свойствам напоминает А1 (III). В противоположность галлию (III), соединения Т1 (III) неустойчивы, а некоторые из них вообще не удается получить (например, TI2S3). Соединения Т1(III) — сильные окислители, °208Т1 (1П)/Т1 (1) = 1,25 В. [c.170] Окислы М2О3 (M = Ga, In, TI) нелетучи, тугоплавки, практически нерастворимы в воде. Некоторые их характеристики представлены в табл. 1.18. [c.170] Слабо прокаленные окислы М2О3 растворяются в минеральных кислотах. При этом вследствие усиления основных свойств в ряду ОагОз- ТЬОз их растворимость в кислотах возрастает (см. табл. 1.18). [c.170] Основные характеристики МгОз-пНгО представлены в табл. 1.19. [c.171] В ряду Оа(ОН)з—1п(0Н)з—Т1(0Н)з, в соответствии с увеличением размера иона М (III), наблюдается усиление основных и ослабление кислотных свойств. Так, Оа(ОН)з, подобно А1(0Н)з, проявляет амфотерные свойства / iGa (ОН)з,кисл=1,2-10 , i(iGa(OH)3,o H= =3,8-10 , причем Ga (ОН)з обладает более сильными кислотными свойствами, чем А1(ОН)з(/С1А1(ОН)з,кисл=2-10- ). У 1п(0Н)з основные свойства преобладают над кислотными, а Т1(0Н)з проявляет только основные свойства. [c.171] Аквакомплексы галлия и индия бесцветны, а у таллия (III) — окрашены в светло-желтый цвет. [c.171] При растворении 0а(0Н)з и 1п(0Н)з в щелочах (см. табл. 1.19) образуются тетраэдрические или октаэдрические гидроксокомплексы (галлаты, индаты), например [Ga(0H)4] , [1п(0Н)б] , возможно образование и смешанных гидроксоаквакомплексов, например [Ga(0H)4(H20)2]- и др. [c.171] Твердые безводные галлаты, индаты, таллаты обычно синтезируют взаимодействием М Оз с окислами или карбонатами соответствующих элементов М2 0з+М2 С0з=2М М 02+С02. При получении таллатов реакцию проводят в токе кислорода, чтобы исключить превращение Т1 (П1)- Т1 (I). Помимо указанного метода, галлаты и индаты можно приготовить также обезвол-сивапием гидроксокомплексов, выделенных из щелочных растворов. [c.172] Вернуться к основной статье