Підгрупа галію

Зміст кожного з членів даної підгрупи в земній корі по ряду галій (4.10 -4%)-індій (2.10 -6%)-талій (8.10 -7%) зменшується. Всі три елементи надзвичайно розпорошені і багаті ними мінерали невідомі. Навпаки, незначні домішки їх сполук містять руди багатьох металів, зокрема Zn. Отримують Ga, In і Тl з відходів при переробці подібних руд. По твердості галій близький до свинцю, In і Тl – ще м’якше.

На повітрі / галій не змінюється, а індій і талій повільно окислюються з поверхні. При прожарюванні всі три елементи енергійно з’єднуються з киснем і сіркою. З хлором та бромом вони взаємодіють вже при звичайній температурі, з йодом – лише при нагріванні. Розташовуючись в ряді напруг близько заліза, Ga, In і Тl розчиняються в кислотах.

Звичайна валентність галію та індію дорівнює трьом. Талій дає похідні, в яких він три-і одновалентен.

Окису галію і його аналогів – біла Ga2 O3, жовта In2 О3 і коричнева Тl2 О3-у воді нерозчинні. Відповідальні їм гідроокису Е (ОН) 3 (які можуть бути отримані з солей) являють собою драглисті опади, практично нерозчинні у воді, але легко розчиняються в кислотах. Білі гідроокису Ga і In розчиняються також у розчинах сильних лугів з утворенням аналогічних Алюминат галлатов і індатов. Вони мають, отже, амфотерний характер, причому кислотні властивості виражені у In (ОН) 3 слабкіше, а у Ga (OH) 3 сильніше, ніж у Аl (ОН) 3. Так, крім сильних лугів, Ga (OH) 3 розчинна у міцних розчинах NH4 OH. Навпаки, червоно-коричнева Т1 (ОН) 3 в лугах майже не розчиняється.

Іони Ga3 + і In3 + безбарвні, іон Тl3 + слабо забарвлений в жовтуватий колір. Вироблені від них солі більшості кислот добре розчиняються у воді, але сильно гідролізувати.

У той час як похідні нижчих валентностей Ga і In для них не типові, для талію найбільш характерні саме ті сполуки, в яких він одновалентен. Тому солі Тl3 + мають помітно виражені окисні властивості.

Закис талію (Тl2 О) утворюється в результаті взаємодії елементів при високих температурах. Вона являє собою чорний гігроскопічний порошок. З водою закис талію утворює жовтий гідрат закису (ТlOН), який при нагріванні легко відщеплює воду і переходить назад у Тl2 О.

Гідрат закису талію добре розчинний у воді і є сильним підставою. Утворювані їм солі в більшості безбарвні я кристалізуються без води. Хлорид, бромід і йодид майже нерозчинні, а багато інших солі розчинні добре. Похідні ТlOН і слабких кислот внаслідок гідролізу дають в розчині лужну реакцію. При дії сильних окислювачів одновалентний талій окислюється до тривалентного.

За властивостями елементів і їх сполук підгрупа галію в чому схожа на підгрупу германію. Так, для Ge і Ga більш стійка вища валентність, для Pb і Тl нижча; хімічний характер гидроокисей в лавах Ge-Sn-Pb і Ga-In-Ti змінюється однотипно і т. д. Іноді виявляються навіть більш тонкі риси подібності, наприклад мала розчинність галоїдних (О, Br, J) солей як Pb, так і Тl. При всьому тому між елементами обох підгруп є й істотні відмінності (частково обумовлені їх різною валентністю). Наприклад, кислотний характер гидроокисей Ga і його аналогів виражений значно слабше, ніж у відповідних елементів підгрупи германію, на противагу PbF2 фтористий талій легко розчинний і т. д..

Посилання на основну публікацію