Groupe 13 : le groupe du bore
Le groupe 13 est la première colonne du bloc p : bore, aluminium, gallium, indium, thallium et l'élément synthétique nihonium. Chaque atome a trois électrons externes ; l'état d'oxydation typique est donc +3. Le bore est un métalloïde et les autres sont des métaux ; le groupe n'a donc pas de page de famille unique.
Position dans le tableau périodique
Éléments de ce groupe
Trois électrons externes : ns² np¹
Chaque configuration se termine par ns² np¹, comme pour le bore ([He] 2s² 2p¹) et l'aluminium ([Ne] 3s² 3p¹). L'aluminium, le gallium et l'indium perdent les trois pour former Al³⁺, Ga³⁺ et In³⁺. Arracher trois électrons au minuscule bore coûterait trop d'énergie ; il les partage donc : dans le trifluorure de bore (BF₃), il n'a que six électrons autour de lui et accepte volontiers un autre doublet.
En bas du groupe, le thallium préfère +1. Sa paire d'électrons 6s tend à rester en dehors des liaisons ; Tl⁺ est donc plus stable que Tl³⁺.
Les tendances dans le groupe
Le bore est un métalloïde dur et sombre qui fond à 2349 K, mais les métaux situés en dessous fondent bien plus bas : l'aluminium à 933,47 K, le gallium à seulement 302,91 K, soit environ 30 °C, l'indium à 429,75 K et le thallium à 577 K. La masse volumique augmente régulièrement de 2,34 g/cm³ pour le bore à 11,85 g/cm³ pour le thallium.
Une surprise : l'électronégativité du gallium, 1,81, est supérieure à celle de l'aluminium, 1,61. Les dix électrons d que le gallium gagne en traversant les métaux de transition écrantent mal ses électrons externes ; son noyau les retient donc plus fortement qu'on pourrait s'y attendre.
Où rencontrer le groupe 13
L'aluminium est le métal le plus abondant de la croûte terrestre et se retrouve dans les canettes, le papier d'aluminium, les cadres de fenêtres, les avions et les lignes électriques ; recycler une canette ne demande qu'une petite fraction de l'énergie nécessaire pour fabriquer de l'aluminium neuf. Le bore entre dans le verre borosilicaté des plats de cuisson et de la verrerie de laboratoire, et dans la poudre de nettoyage au borax. Le nitrure de gallium permet aux DEL de briller en bleu et en blanc, et l'oxyde d'indium-étain rend les écrans tactiles conducteurs. Le thallium est très toxique et a peu d'usages.
Le nihonium
Le nihonium (113) a été le premier élément découvert en Asie, au laboratoire RIKEN au Japon, et son nom vient de Nihon, un nom japonais du Japon. Seuls quelques atomes ont été produits ; ses propriétés sont donc prédites, et non mesurées.
Groupe 13 : propriétés le long du groupe
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| 5 | Bore | B | 3 | +3 | 2,04 | 192 | 2 349 K (2 075,8 °C) | 2,34 g/cm³ |
| 13 | Aluminium | Al | 3 | +3 | 1,61 | 184 | 933,47 K (660,3 °C) | 2,7 g/cm³ |
| 31 | Gallium | Ga | 3 | +3 | 1,81 | 187 | 302,91 K (29,8 °C) | 5,91 g/cm³ |
| 49 | Indium | In | 3 | +3 | 1,78 | 193 | 429,75 K (156,6 °C) | 7,31 g/cm³ |
| 81 | Thallium | Tl | 3 | +1, +3 | 1,62 | 196 | 577 K (303,8 °C) | 11,85 g/cm³ |
| 113 | Nihonium | Nh | 3 | — | — | — | — | — |