Grupo 13 da tabela periódica na prática
O grupo 13 da tabela periódica contém boro, alumínio, gálio, índio, tálio e nihônio. A maioria das pessoas para no alumínio porque é o metal mais conhecido do grupo. O resto do grupo não recebe a devida atenção, e isso cria problemas sérios quando você trabalha com eles fora do laboratório. No meu trabalho com síntese de compostos organometálicos, precisei usar sais de gálio como ácidos de Lewis alternativos ao alumínio. A literatura sugere que Ga(III) é menos oxidante e mais seletivo que Al(III) em certas reações de Friedel-Crafts. Na prática, isso funciona bem até você precisar purificar o produto. O gálio forma complexos que grudam em coluna de sílica de um jeito que o alumínio não faz. Minha solução foi trocar a fase estacionária por celite com uma lavagem final com água fria, o que removeu mais de 90% dos traços metálicos sem perder produto.
Grupo 13 tabela periódica: propriedades e armadilhas
O boro é o único elemento do grupo 13 que não é metal. Ele tem configuração eletrônica [He] 2s² 2p¹ e forma predominantemente compostos covalentes. O alumínio segue o padrão de metais pós-transição com geometria octaédrica comum em complexos aquosos. A partir do gálio em diante, a química fica errática por causa do efeito do par inerte que se torna relevante no tálio. Aqui vai algo que poucos mencionam: a densidade eletrônica nos orbitais p do grupo 13 cria uma anisotropia que afeta diretamente a reatividade em reações de adição. O boro trifluoreto é tão reativo não apenas porque o boro é deficiente em elétrons, mas porque o flúor retira densidade do orbital p vazio de forma assimétrica. Isso faz com que BF forme adutos com basis de Lewis muito mais fracas do que BCl faria. A primeira vez que perdi uma reação inteira por assumir que BCl seria substituto direto do BF em um esquema sintético foi dolorosa.
👉 Clique no botão abaixo para saber mais sobre o assunto!
O alumínio merece um comentário à parte. O óxido de alumínio que se forma na superfície de qualquer amostra exposta ao ar é o que determina o comportamento prático do metal. Uma camada de AlO de 2 a 5 nanômetros se forma quase instantaneamente e é essa camada que protege o alumínio estrutural de corroer. Quando você vê alumínio reagindo vigorosamente com ácido clorídrico, na verdade está vendo o ácido dissolver a camada de óxido primeiro. Sem ela, a reação seria tão rápida que controle seria impossível. Use cloreto de sódio dissolvedo na solução ácida para accelerar a penetração da camada de óxido se precisar de uma reação mais agressiva. O gálio tem um ponto de fusão de 29,76°C. Isso significa que ele derrete na sua mão. Não é um fato curioso apenas, é uma propriedade que interfere no armazenamento e manuseio. Se você trabalha com gálio líquido e precisa transferi-lo, useRecipientes de polipropileno. O gálio molha vidro e aço inoxidável de forma diferente, e contêineres inadequados vão contaminar sua amostra com traços de silício ou ferro que vão arruinar espectros de RMN depois.
O tálio é o elemento mais negligenciado do grupo e também o mais perigoso. TL tem raio iônico semelhante ao K, o que permite que ele substitua potássio em canais iônicos e bombas de sódio-potássio. Intoxicação crônica por tálio causa queda de cabelo, neuropatia periférica e dano renal progressivo. Se você trabalha com compostos de tálio, use exaustor com filtro de carvão ativado e mantenha detergentes quelantes disponíveis. O EDTA é o antagonista padrão, mas a janela terapêutica é estreita. Quanto ao nihônio, ele foi nomeado oficialmente em 2016 e suas propriedades são quase inteiramente previstas por cálculos teóricos. O elemento 113 decai em cerca de um milissegundo antes de emitir uma partícula alfa. Você não vai encontrar nihônio em nenhum laboratório didático. A tabela que mostra o nihônio como um metal alcalino-terroso previsível é simplificação demais. Modelos relativísticos sugerem que o nihônio pode exibir caráter de gás nobre devido ao acoplamento spin-órbita no orbital 7p.
Se você está estudando o grupo 13 para alguma aplicação prática, o conselho mais útil que posso dar é esquecer a periodicidade vertical e prestar atenção nas mudanças horizontais de comportamento. A transição de boro para alumínio não é suave. A transição de alumínio para gálio também não é. Cada salto no grupo tem uma razão eletrônica específica que muda completamente como o elemento se comporta em solução.
