“ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಆಂತರಿಕ ಕೋರ್ನಲ್ಲಿ $d$ ಮತ್ತು $f$ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಪ್ರಭಾವದಿಂದಾಗಿ p-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಅವುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕವಾಗಿಸುತ್ತದೆ”

$p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ ಕೊನೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಹೊರಗಿನ $p$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವಂತೆ $p$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮೂರು ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಒಂದು ಸೆಟ್ $p$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಬಹುದಾದ ಗರಿಷ್ಠ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಆರು. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ 13 ರಿಂದ 18 ರವರೆಗಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ $p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಆರು ಗುಂಪುಗಳಿವೆ. ಬೋರಾನ್, ಕಾರ್ಬನ್, ನೈಟ್ರೋಜನ್, ಆಕ್ಸಿಜನ್, ಫ್ಲೋರಿನ್ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಂ ಗುಂಪುಗಳ ಮುಖ್ಯಸ್ಥರು. ಅವುಗಳ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಶೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ $\boldsymbol{n} \boldsymbol{s}^{2} \boldsymbol{n} \boldsymbol{p}^{\mathbf{1 - 6}}$ ಆಗಿದೆ ($\mathrm{He}$ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆಯ ಆಂತರಿಕ ಕೋರ್ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರಬಹುದು. ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಆಂತರಿಕ ಕೋರ್ನಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಅವುಗಳ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು (ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ ತ್ರಿಜ್ಯಗಳು, ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ, ಇತ್ಯಾದಿ) ಹಾಗೂ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, $p$-ಖಂಡದ ಒಂದು ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿನ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಬಹಳಷ್ಟು ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಒಂದು $p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುವಿನಿಂದ ತೋರಿಸಲ್ಪಡುವ ಗರಿಷ್ಠ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯು ಒಟ್ಟು ವೇಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಅಂದರೆ, $s^{-}$ ಮತ್ತು $p$-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಮೊತ್ತ). ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ, ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಬಲಭಾಗದ ಕಡೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಗುಂಪು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯ ಜೊತೆಗೆ, $p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಇತರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಬಹುದು, ಇವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಆದರೆ ಅಗತ್ಯವಾಗಿ ಅಲ್ಲ, ಒಟ್ಟು ವೇಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯಿಂದ ಎರಡರ ಘಟಕದಿಂದ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. $p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಂದ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲ್ಪಡುವ ಪ್ರಮುಖ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 11.1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬೋರಾನ್, ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಕುಟುಂಬಗಳಲ್ಲಿ, ಗುಂಪಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯು ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿನ ಹಗುರವಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಸ್ಥಿತಿಯಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗುಂಪಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಿಂತ ಎರಡು ಘಟಕ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯು ಪ್ರತಿ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿನ ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗುತ್ತದೆ. ಗುಂಪಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗಿಂತ ಎರಡು ಘಟಕ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸಂಭವವನ್ನು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ‘ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಜೋಡಿ ಪರಿಣಾಮ’ಕ್ಕೆ ಆರೋಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕೋಷ್ಟಕ 11.1 p-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳು

ಈ ಎರಡು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸ್ಥಿರತೆ - ಗುಂಪು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಗುಂಪು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಿಂತ ಎರಡು ಘಟಕ ಕಡಿಮೆ - ಗುಂಪಿನಿಂದ ಗುಂಪಿಗೆ ಬದಲಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ತ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ $p$-ಖಂಡದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಅಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಲೋಹಸದೃಶಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಅಲೋಹೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಗುಂಪಿನ ಕೆಳಗೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಪ್ರತಿ $p$-ಖಂಡದ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿನ ಅತ್ಯಂತ ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುವು ಸ್ವಭಾವತಃ ಅತ್ಯಂತ ಲೋಹೀಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಅಲೋಹೀಯದಿಂದ ಲೋಹೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಕ್ಕೆ ಬದಲಾವಣೆಯು ಅವು ಸೇರಿರುವ ಗುಂಪನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ವೈವಿಧ್ಯತೆಯನ್ನು ತರುತ್ತದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಅಲೋಹಗಳು ಲೋಹಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುದೃಣತ್ವಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸುಲಭವಾಗಿ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಲೋಹಗಳಿಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಅಲೋಹಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಆನಯನ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲ ಅಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲ ಲೋಹಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅವುಗಳ ವಿದ್ಯುದೃಣತ್ವಗಳಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಕಾರಣದಿಂದ ಅಯಾನಿಕ್ ಸ್ವಭಾವದ್ದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಅಲೋಹಗಳ ನಡುವೆ ರೂಪುಗೊಂಡ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಅವುಗಳ ವಿದ್ಯುದೃಣತ್ವಗಳಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಕಾರಣದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಸಹಸಂಯೋಜಕ ಸ್ವಭಾವದ್ದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅಲೋಹೀಯದಿಂದ ಲೋಹೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಕ್ಕೆ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅವು ರೂಪಿಸುವ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳ ಸ್ವಭಾವದಿಂದ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವಿವರಿಸಬಹುದು. ಅಲೋಹ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳು ಆಮ್ಲೀಯ ಅಥವಾ ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಲೋಹ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳು ಸ್ವಭಾವತಃ ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ. p-ಖಂಡದ ಮೊದಲ ಸದಸ್ಯರು ಅವರ ಅನುಗುಣವಾದ ಗುಂಪಿನ ಉಳಿದ ಸದಸ್ಯರಿಂದ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತಾರೆ. ಮೊದಲನೆಯದು ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಇತರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ಹೀಗಾಗಿ, ಹಗುರವಾದ $p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಹಗುರವಾದ $s$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಾದ ಲಿಥಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಬೆರಿಲಿಯಂನಂತೆಯೇ ಅದೇ ರೀತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಎರಡನೆಯ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸ, ಇದು ಕೇವಲ $p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ, ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುಗಳ (ಮೂರನೇ ಆವರ್ತಕದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವ) ವೇಲೆನ್ಸ್ ಶೆಲ್ನಲ್ಲಿ $d$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಮತ್ತು ಎರಡನೇ ಆವರ್ತಕದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಅಭಾವದಿಂದ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಬೋರಾನ್ನಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವ $p$-ಗುಂಪುಗಳ ಎರಡನೇ ಆವರ್ತಕದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ನಾಲ್ಕರ ಗರಿಷ್ಠ ಸಹಸಂಯೋಜಕತೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ ($2 s$ ಮತ್ತು ಮೂರು $2 p$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು). ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, $p$-ಗುಂಪುಗಳ ಮೂರನೇ ಆವರ್ತಕದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು $3 s^{2} 3 p^{n}$ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ $3 d$ ಮತ್ತು $3 p$ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳ ನಡುವೆ ಇರುವ ಖಾಲಿ $4 s$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ $d$-ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೂರನೇ ಆವರ್ತಕದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಅವುಗಳ ಸಹಸಂಯೋಜಕತೆಯನ್ನು ನಾಲ್ಕಕ್ಕಿಂತ ಮೇಲೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಬೋರಾನ್ ಕೇವಲ $\left[\mathrm{BF_4} \right]^{-}$ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುವಾಗ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ $\left[\mathrm{AlF_6}\right]^{3-}$ ಅಯಾನನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ $d$-ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಇತರ ಹಲವು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ. ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು $d$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳ ಲಭ್ಯತೆಯ ಸಂಯುಕ್ತ ಪರಿಣಾಮವು ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳು $\pi$ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಗುಂಪಿನ ಮೊದಲ ಸದಸ್ಯರು ತಮ್ಮೊಂದಿಗೆ (ಉದಾ., $\mathrm{C}=\mathrm{C}, \mathrm{C} \equiv \mathrm{C}$, $\mathrm{N} \equiv \mathrm{N}$ ) ಮತ್ತು ಇತರ ಎರಡನೇ ಸಾಲಿನ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ (ಉದಾ., $\mathrm{C}=\mathrm{O}, \mathrm{C}=\mathrm{N}, \mathrm{C} \equiv \mathrm{N}, \mathrm{N}=\mathrm{O}$ ) $p \pi-p \pi$ ಬಹು ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿ ಭಾರೀ ಸದಸ್ಯರಿಂದ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತಾರೆ. ಈ ರೀತಿಯ $\pi$ - ಬಂಧನವು ಭಾರೀ $p$-ಖಂಡದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬಲವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುಗಳು $\pi$ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಇದು $d$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ $(d \pi-p \pi$ ಅಥವಾ $d \pi-d \pi$ ). $d$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳು $p$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಅವು ಎರಡನೇ ಸಾಲಿನ ಮೂಲಧಾತುಗಳ $\mathrm{p} \pi-\mathrm{p} \pi$ ಬಂಧನಕ್ಕಿಂತ ಅಣುಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಪ್ರಭೇದಗಳಲ್ಲಿನ ಸಂಘಟನ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಅದೇ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿನ ಮೊದಲ ಮೂಲಧಾತುವಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, +5 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ $\mathrm{N}$ ಮತ್ತು $\mathrm{P}$ ಎರಡೂ ಆಕ್ಸೋಆನಯನ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ : $\mathrm{NO_3^-}$($\pi$ - ಬಂಧದೊಂದಿಗೆ ಮೂರು-ಸಂಘಟನೆ ಒಂದು ನೈಟ್ರೋಜನ್ $p$-ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು $\mathrm{PO}_{4}^{3-}$ ($s, p$ ಮತ್ತು $d$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ನಾಲ್ಕು-ಸಂಘಟನೆ $\pi$-ಬಂಧಕ್ಕೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ). ಈ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ನಾವು ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ 13 ಮತ್ತು 14 ಗುಂಪಿನ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.

11.1 ಗುಂಪು 13 ಮೂಲಧಾತುಗಳು: ಬೋರಾನ್ ಕುಟುಂಬ

ಈ ಗುಂಪಿನ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ವಿಶಾಲ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಬೋರಾನ್ ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಅಲೋಹವಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಒಂದು ಲೋಹವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಬೋರಾನ್ಗೆ ಹಲವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಹೋಲಿಕೆಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಲಿಯಂ, ಇಂಡಿಯಂ ಮತ್ತು ಥ್ಯಾಲಿಯಂ ಸ್ವಭಾವತಃ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಲೋಹೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.

ಬೋರಾನ್ ಸಾಕಷ್ಟು ಅಪರೂಪದ ಮೂಲಧಾತುವಾಗಿದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಆರ್ಥೋಬೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ, $\left(\mathrm{H_3} \mathrm{BO_3}\right)$, ಬೋರಾಕ್ಸ್, $\mathrm{Na_2} \mathrm{~B_4} \mathrm{O_7} \cdot 10 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$, ಮತ್ತು ಕೆರ್ನೈಟ್, $\mathrm{Na_2} \mathrm{~B_4} \mathrm{O_7} \cdot 4 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ ಆಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಭಾರತದಲ್ಲಿ ಬೋರಾಕ್ಸ್ ಪುಗಾ ಕಣಿವೆ (ಲಡಾಖ್) ಮತ್ತು ಸಾಂಬರ್ ಸರೋವರ (ರಾಜಸ್ಥಾನ) ನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಭೂಪದರದಲ್ಲಿ ಬೋರಾನ್ನ ಸಮೃದ್ಧಿಯು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ $0.0001 %$ ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಬೋರಾನ್ನ ಎರಡು ಸಮಸ್ಥಾನಿ ರೂಪಗಳಿವೆ ${ }^{10} \mathrm{~B}(19 %)$ ಮತ್ತು ${ }^{11} \mathrm{~B}(81 %)$. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧ ಲೋಹ ಮತ್ತು ಭೂಪದರದಲ್ಲಿ ಮೂರನೇ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧ ಮೂಲಧಾತುವಾಗಿದೆ (ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ $8.3 %$) ಆಕ್ಸಿಜನ್ ($45.5 %$) ಮತ್ತು $\mathrm{Si}(27.7 %)$ ನಂತರ. ಬಾಕ್ಸೈಟ್, $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3} \cdot 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ ಮತ್ತು ಕ್ರಯೋಲೈಟ್, $\mathrm{Na_3} \mathrm{AlF_6}$ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಪ್ರಮುಖ ಖನಿಜಗಳಾಗಿವೆ. ಭಾರತದಲ್ಲಿ ಇದು ಮಧ್ಯಪ್ರದೇಶ, ಕರ್ನಾಟಕ, ಒಡಿಶಾ ಮತ್ತು ಜಮ್ಮುವಿನಲ್ಲಿ ಮೈಕಾ ಆಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಗ್ಯಾಲಿಯಂ, ಇಂಡಿಯಂ ಮತ್ತು ಥ್ಯಾಲಿಯಂ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸಮೃದ್ಧಿಯ ಮೂಲಧಾತುಗಳಾಗಿವೆ.

ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಪರಮಾಣು, ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕೆಳಗೆ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ.

11.1.1 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ

ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಹೊರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ $n s^{2} n p^{1}$ ಆಗಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಹತ್ತಿರದಿಂದ ನೋಡಿದಾಗ, ಬೋರಾನ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ನೋಬಲ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಕೋರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಇಂಡಿಯಂ ನೋಬಲ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಜೊತೆಗೆ $10 d$-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಮತ್ತು ಥ್ಯಾಲಿಯಂ ನೋಬಲ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಜೊತೆಗೆ $14 f$-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು $10 d$-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕೋರ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಗಳು ಘಟಕ 10 ರಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾದ ಮೊದಲ ಎರಡು ಗುಂಪುಗಳ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿನ ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಇತರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಈ ಗುಂಪಿನ ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿಸುತ್ತದೆ.

11.1.2 ಪರಮಾಣು ತ್ರಿಜ್ಯ

ಗುಂಪಿನ ಕೆಳಗೆ ಚಲಿಸುವಾಗ, ಪ್ರತಿ ಅನುಕ್ರಮ ಸದಸ್ಯರಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಒಂದು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶೆಲ್ ಸೇರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಪರಮಾಣು ತ್ರಿಜ್ಯವು ಹೆಚ್ಚಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಒಂದು ವಿಚಲನೆಯನ್ನು ನೋಡಬಹುದು. Ga ಯ ಪರಮಾಣು ತ್ರಿಜ್ಯವು Al ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆಯ ಆಂತರಿಕ ಕೋರ್ನಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚುವರಿ $10 d$-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಗ್ಯಾಲಿಯಂನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿದ ಪರಮಾಣು ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗೆ ಕೇವಲ ಕಳಪೆ ಪರದೆಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ (ಘಟಕ 2). ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಗ್ಯಾಲಿಯಂನ ಪರಮಾಣು ತ್ರಿಜ್ಯ (135 pm) ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಪರಮಾಣು ತ್ರಿಜ್ಯಕ್ಕಿಂತ (143 pm) ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.

11.1.3 ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ

ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳಿಂದ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಿದಂತೆ ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಗುಂಪಿನ ಕೆಳಗೆ ಸರಾಗವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. $\mathrm{B}$ ರಿಂದ $\mathrm{Al}$ ಗೆ ಇಳಿಕೆಯು ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. $\mathrm{Al}$ ಮತ್ತು $\mathrm{Ga}$ ನಡುವೆ, ಮತ್ತು In ಮತ್ತು Tl ನಡುವೆ ಗಮನಿಸಲಾದ ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿನ ಅಸಾತತ್ಯವು ಕಡಿಮೆ ಪರದೆಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ $d$ - ಮತ್ತು $f$-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು, ಪರಮಾಣು ಕೇಂದ್ರದ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಅಸಮರ್ಥವಾಗಿರುವುದರಿಂದಾಗಿದೆ.

ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಳ ಕ್ರಮ, ನಿರೀಕ್ಷಿಸಿದಂತೆ, $\Delta_{i} \mathrm{H_1}<\Delta_{i} \mathrm{H_2}<\Delta_{i} \mathrm{H_3}$ ಆಗಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಮೂಲಧಾತುವಿಗೆ ಮೊದಲ ಮೂರು ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಳ ಮೊತ್ತವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವು ನೀವು ಅವುಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವಾಗ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.

11.1.4 ವಿದ್ಯುದೃಣತ್ವ

ಗುಂಪಿನ ಕೆಳಗೆ, ವಿದ್ಯುದೃಣತ್ವವು ಮೊದಲು $\mathrm{B}$ ರಿಂದ $\mathrm{Al}$ ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ (ಕೋಷ್ಟಕ 11.2). ಇದು ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಪರಮಾಣು ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿದೆ.

11.1.5 ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಬೋರಾನ್ ಸ್ವಭಾವತಃ ಅಲೋಹೀಯವಾಗಿದೆ. ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣದ ಘನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಅನೇಕ ಅಲೋಟ್ರೋಪಿಕ್ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ತುಂಬಾ ಬಲವಾದ ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲರಿಯ ಕಾರಣದಿಂದ, ಬೋರಾನ್ ಅಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉಳಿದ ಸದಸ್ಯರು ಕಡಿಮೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೃದು ಲೋಹಗಳಾಗಿವೆ. ಅಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು (303K) ಹೊಂದಿರುವ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ, ಬೇಸಿಗೆಯಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಯೋಗ್ಯವಾಗಿದೆ. ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕುದಿಬಿಂದು $(2676 \mathrm{~K})$ ಅದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಉಪಯುಕ್ತ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಬೋರಾನ್ನಿಂದ ಥ್ಯಾಲಿಯಂ ವರೆಗೆ ಗುಂಪಿನ ಕೆಳಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

11.1.6 ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಯ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳು

ಬೋರಾನ್ನ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಕಾರಣದಿಂದ, ಅದರ ಮೊದಲ ಮೂರು ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಳ ಮೊತ್ತವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಇದು ಅದನ್ನು +3 ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಕೇವಲ ಸಹಸಂಯೋಜಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಬಲಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ನಾವು $\mathrm{B}$ ರಿಂದ $\mathrm{Al}$ ಗೆ ಚಲಿಸಿದಂತೆ, Al ನ ಮೊದಲ ಮೂರು ಅಯನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಳ ಮೊತ್ತವು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ $\mathrm{Al}^{3+}$ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಒಂದು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುದ್ಧನ ಲೋಹವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗುಂಪಿನ ಕೆಳಗೆ, ಮಧ್ಯೆ ಬರುವ $d$ ಮತ್ತು $f$ ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ಗಳ ಕಳಪೆ ಪರದೆಯ ಪರಿಣಾಮದ ಕಾರಣದಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪರಮಾಣು ಕೇಂದ್ರವು $n s$ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಜೋಡಿ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಕಾರಣ) ಮತ್ತು ಆ ಮೂಲಕ, ಬಂಧನದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಕೇವಲ $p$-ಆರ್ಬಿಟಾಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಬಂಧನದಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಳ್ಳಬಹುದು. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ Ga, In ಮತ್ತು Tl ನಲ್ಲಿ, +1 ಮತ್ತು +3 ಎರಡೂ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. +1 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಭಾರೀ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ: $\mathrm{Al}<\mathrm{Ga}<\mathrm{In}<\mathrm{Tl}$. ಥ್ಯಾಲಿಯಂನಲ್ಲಿ +1 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯು ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ ಆದರೆ +3 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ವಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಶಕ್ತಿ ಪರಿಗಣನೆಗಳಿಂದ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಿದಂತೆ +1 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿನ ಸಂಯು