13족: 붕소족
13족은 p 블록의 첫 번째 열로, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨과 인공 원소인 니호늄이 속합니다. 모든 원자는 바깥쪽 전자가 3개이므로 전형적인 산화 상태는 +3입니다. 붕소는 준금속이고 나머지는 금속이어서, 이 족에는 단독 계열 페이지가 없습니다.
바깥쪽 전자 셋: ns² np¹
전자 배치는 붕소([He] 2s² 2p¹)와 알루미늄([Ne] 3s² 3p¹)처럼 ns² np¹로 끝납니다. 알루미늄, 갈륨, 인듐은 세 전자를 모두 잃어 Al³⁺, Ga³⁺, In³⁺가 됩니다. 아주 작은 붕소에서 전자 세 개를 떼어 내려면 에너지가 너무 많이 들기 때문에 대신 전자를 공유합니다. 삼플루오린화 붕소(BF₃)에서 붕소 둘레의 전자는 6개뿐이어서 또 한 쌍을 기꺼이 받아들입니다.
맨 아래의 탈륨은 +1을 선호합니다. 6s 전자 한 쌍이 결합에 참여하지 않으려는 경향이 있어서 Tl⁺가 Tl³⁺보다 더 안정합니다.
족을 따라 내려가며 나타나는 경향
붕소는 2349 K에서 녹는 단단하고 어두운 준금속이지만, 그 아래 금속들은 훨씬 낮은 온도에서 녹습니다. 알루미늄은 933.47 K, 갈륨은 불과 302.91 K(약 30 °C), 인듐은 429.75 K, 탈륨은 577 K입니다. 밀도는 붕소의 2.34 g/cm³에서 탈륨의 11.85 g/cm³까지 꾸준히 올라갑니다.
한 가지 의외인 점은 갈륨의 전기 음성도 1.81이 알루미늄의 1.61보다 높다는 것입니다. 갈륨이 전이 금속을 가로지르며 얻은 d 전자 10개는 바깥쪽 전자를 잘 가려 주지 못해서, 원자핵이 예상보다 더 단단하게 바깥쪽 전자를 붙잡습니다.
13족을 만나는 곳
알루미늄은 지각에서 가장 풍부한 금속으로 음료수 캔, 포일, 창틀, 항공기, 송전선에서 볼 수 있습니다. 캔 하나를 재활용하는 데는 새 알루미늄을 만드는 데 드는 에너지의 아주 작은 부분만 필요합니다. 붕소는 오븐 용기와 실험실 유리에 쓰이는 붕규산 유리와 붕사 세제에 들어 있습니다. 질화 갈륨은 LED가 파란색과 흰색으로 빛나게 하고, 산화 인듐 주석은 터치스크린이 전기를 통하게 합니다. 탈륨은 독성이 매우 강하며 용도가 거의 없습니다.
니호늄
니호늄(113)은 일본 이화학연구소(RIKEN) 연구실에서 발견된 아시아 최초의 원소이며, 이름은 일본을 가리키는 일본어 이름 '니혼'에서 왔습니다. 몇 개의 원자만 만들어졌기 때문에 성질은 측정된 것이 아니라 예측된 것입니다.
13족: 족을 따라 내려갈 때의 성질
열 제목을 누르면 정렬돼요.
| 5 | 붕소 | B | 3 | +3 | 2.04 | 192 | 2,349 K (2,075.8 °C) | 2.34 g/cm³ |
| 13 | 알루미늄 | Al | 3 | +3 | 1.61 | 184 | 933.47 K (660.3 °C) | 2.7 g/cm³ |
| 31 | 갈륨 | Ga | 3 | +3 | 1.81 | 187 | 302.91 K (29.8 °C) | 5.91 g/cm³ |
| 49 | 인듐 | In | 3 | +3 | 1.78 | 193 | 429.75 K (156.6 °C) | 7.31 g/cm³ |
| 81 | 탈륨 | Tl | 3 | +1, +3 | 1.62 | 196 | 577 K (303.8 °C) | 11.85 g/cm³ |
| 113 | 니호늄 | Nh | 3 | — | — | — | — | — |