Giupo 3B Boro, Aluminio, Galio, Indio y Talio

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Algunas características 
físicas de los elementos 
del Grupo 3B 
Ni1mero Confi¡uraci6n 
Atómico Electrónica 
B 5 2.3 
1s22s22p1
Al 13 2.8 .3 
.. . . 2s22p63s23p1
Ga 31 2.8 .18.3 
.... 3s23p63tJl04s24p1
In 49 2.8.18.18.3 
.... 4s24p64d1º5s25pl
TI 81 2.8.18 .32.l 8.3 
.... 5s25p65tJl06s26p1
Algunos aspectos generales 
del Grupo 3B 
Giupo 3B Boro, Aluminio, 
Galio, Indio y Talio 
Potencial 
Electroquímico 
Energía de Ioniza- Normal Radio Radio 
ci6n (kJ/mol) (volts) At6�co I6nico P.f.
la. 2a. 3a. M3+ + 3e--+M ( ) MI+ •e
800 2427 3659 0·8 0 (0·20) 2030 
Valor 
Calculado 
578 1816 2744 -1.66 1.25 0-50 660 
579 1979 2952 -0.52 I.25 0-62 29.8 
558 1817 2693 -0.34 1·50 0.81 156.2 
589 1970 2866 +0.72 1.55 0.95 303·6 
P.e.
·e
3930 
2450 
2240 
2050 
1470 
Todos los elementos de este grupo exhiben la valencia tres, 
pero a causa de la cantidad tan grande de energía que se 
requiere para formar los iones trivalentes -la suma de las 
tres primeras energías de ionización- sus compuestos anhidros 
son esencialmente covalentes o contienen una apreciable can­
tidad de carácter covalente. El boro nunca forma el ion B8+ ya 
que la enorme cantidad de energía que se necesita para eliminar 
tres electrones de un átomo pequeño no puede compensarse 
con la formación de un retículo cristalino estable, aun con el 
átomo más electronegativo, el de flúor. 
Las configuraciones electrónicas de los átomos de boro y 
aluminio son semejantes en cuanto a que la penúltima capa 
tiene la configuración de un gas noble; en tanto que la penúl­
tima capa del galio, indio y talio contiene dieciocho electrones. 
Al boro, que es no metálico, y al aluminio, que es clara­
mente metálico, es mejor considerarlos por separado. El galio, 
el indio y el talio son débilmente metálicos y pueden estudiarse 
Estado natural, 
extracción y usos del boro 
Propiedades del boro 
Haluros del boro BX3 
con ventajas como grupo; en muchos aspectos su química es 
semejante a la del aluminio. 
Boro 
El boro se encuentra principalmente en forma de boratos, 
como el tetraborato sódico Ehórax), (Na+)2B40/-.lOH20, en 
el cual el boro forma parte de un complejo aniónico. 
El boro puede obtenerse como un polvo amorfo café por 
tratamiento del bórax con ácido clorhídrico; el ácido bórico 
resultante, HaBOa, se calienta a ignición para formar el óxido, 
B20a, y finalmente reduciendo a este último con magnesio a 
temperatura elevada: 
B20s + 3Mg-----.- 2B + 3Mg2+02-
Se utiliza en la fabricación de acero de alta resistencia al im­
pacto y, como absorbe neutrones, en varillas de reactores para 
controlar reacciones atómicas. 
Una forma cristalina del boro puede obtenerse por descom­
posición térmica del triyoduro de boro sobre un filamento de 
tantalio: 
2BI3 ----+ 2B + 312 
El boro amorfo es un elemento muy reactivo y se combina 
directamente con el oxígeno, el azufre, el nitrógeno y los haló­
genos para dar lugar a un óxido, un sulfuro, un nitruro y un 
haluro, respectivamente. El óxido,· el sulfuro y el nitruro son 
moléculas gigantes con enlaces covalentes en toda la estruc­
tura. 
4B + 302 
4B + 6S 
2B + N2 
2B + 3Cl2
----+2B20s 
-2B2Sa
-2BN
-2BCls
Al rojo, reduce el vapor de agua a hidrógeno: 
2B + 3H20� B20s + 3H2
La volatilidad de los haluros disminuye con el aumento del 
peso molecular y únicamente el yoduro es un sólido a tempe­
ratura ambiente -los demás son gases-. Estos son covalentes 
y existen como moléculas de BXa, sus estructuras son planas 
con los átomos de halógeno dirigidos hacia los vértices de un 
triángulo equilátero para minimi�ar la repulsión electrónica. 
La formación de tres enlaces covalentes B-X deja al átomo 
de boro con dos electrones menos que la configuración de un 
gas noble; el octeto se completa fácilmente con la formación 
de compuestos de adición con moléculas que tienen pares de 
electrones no compartidos; por ejemplo, el compuesto de adi-
Diborano, 
B2H6 
c1on tricloruro de boro-amoníaco que es, tal como se espera, 
de forma casi tetraédrica. 
H Cl H CI 
1 1 1 1 H-N
7
: +\B-Cl---- H-N-B-Cl1 1 1 1 H CI H CI 
par no 2 electrones 
compartido menos que el de un octeto 
Los haluros reaccionan vigorosamente con el agua y dan 
lugar al hidrácido halogenado, excepto el trifluoruro de boro 
que produce ácido fluorobórico, HBF4, el cual, en solución 
contiene el ion tetraédrico BF4-; también se forma ácido bórico, 
por ejemplo, 
BC13 + 3H2O ---- HaBOa + 3HC1 4BF3 + 3H2O ---- 3HBF4 + HaBOa 
Se supone que estas reacciones hidrolíticas se efectúan vía la 
formación de un complejo trihaluro de boro-agua mediante un 
enlace dativo del oxígeno de la molécula de agua: . 
H X 
X X \ • \ •• 1 -HX / 
o: + B-X---- H-O-B-X---- HO-B 
1 • I 1 1 \ 
H X 
H X X +2fü0 l-2HX
1
oH 
HO-B o HaBOa
\ 
OH 
El trifluoruro de boro se usa como catalizador de Friedel y 
Crafts en química orgánica, particularmente en reacciones de 
polimerización. Su manera de actuar depende de su capacidad 
como receptor de un par de electrones con el cual el átomo de 
boro completa su octeto. 
Este compuesto, que es un gas inflamable muy reactivo, es 
el hidruro más simple del boro. Puede prepararse por reducción 
del tricloruro de boro con hidruro de litio y aluminio y debe 
manipularse en sistemas de vacío que utilicen válvulas de mer­
curio, debido a que ataca las grasas. 
4BC13 + 3Li+AIH.i- ---- 2B2Hs + 3Li+CI- + 3A1Cla 
La estructura de esta molécula inmediatamente plantea pro­
blemas puesto que el número de electrones de valencia es de 
doce, y por lo menos se requieren catorce para constituir estruc­
turas con enlaces convencionales sencillos semejantes a los del 
etano, esto es, la molécula es deficiente en electrones. Las evi­
dencias físicas indican que puede considerarse que la estruo-
Trióxido de boro B208 
Acido ortobórico H�B08 
tura contiene algo parecido a dobles enlaces boro-boro, los dos 
electrones extra que se requieren para esto los proporcionan 
dos de los seis átomos de hidrógeno, los cuales forman un 
puente entre los átomos de boro como protones: 
H H+ H
'\_ _/ 
B===B 
H/ H+ \i 
Una teoría más sofisticada pero más difícil considera que los 
átomos de hidrógeno de los puentes forman enlaces con am­
bos átomos de boro. 
Otros hidruros de boro son B.H10, B5He, B5H11 y B10Hu ; todos 
ellos deficientes de electrones. 
El trióxido de boro puede obtenerse al quemar boro en at­
mósfera de oxígeno o por fusión del ácido ortobórtco: 
2H3BÜ3--+ B203 + 3H20 
Este generahnente se obtiene como un material vítreo cuya 
estructura se compone de redes tridimensionales de grupos B03 
orientados al azar, donde cada átomo de oxígeno liga a dos 
átomos de boro: 
1 
(½)o O(½) / '-.B/ 
(½}' 
fórmula empírica BOa o B203 
El trióxido de boro es ácido y reacciona lentamente con el 
agua para formar ácido ortobórico. Cuando se funde con óxidos 
metálicos da lugar a vidrios boratados con frecuencia coloridos; 
ésta es la base de las perlas de bórax en análisis cualitativo. 
El ácido ortobórico se forma por hidrólisis de los haluros 
de boro o cuando se agrega ácido clorhídrico a una solución de 
bórax: 
B4012- + 2H+ + SH20--+ 4H3B03
Se obtiene como un sólido blanco por cristalización subse­
cuente. 
El ácido ortobórico es un ácido monobásico débil y en solu­
ción acuosa el átomo de boro completa su octeto extrayendo 
OH- de las moléculas de agua: 
B(OH)a +· 2H20--+ B(OH)4- + HsO+ 
Este, por tanto, funciona como un ácido de Lewis y no como 
d(?nador de protones. 
FIG. 1. EstructuTa del ácido 
ortobórico 
Boratos 
Por calentamiento, el ácido ortobórico forma, en primer tér­
mino, ácido metabórico (fórmula empírica HB02) y luego tri­
óxido de boro. 
La estructura del ácido ortobórico se basa en la unidad pla­
nar B(OH)a, estando las entidades individuales unidas por en­
laces de hidrógeno para formar una lámina bidimensional. Ac­
tualmente se sabe que los enlaces de hidrógeno que unen a 
oxígenos de diferentes unidades B(OH)a son asimétricos, esto 
es, no se encuentran a la misma distancia entredos átomos de 
oxígeno. Las placas de dos láminas bidimensionales se man­
tienen juntas por fuerzas de van der Waals, lo cual explica la 
ruptura foliar del sólido. 
• Atomo de boro 
O Atomo de on,eno 
o Atomo de hidr6aeno 
El boro, al igual que el silicio, posee una gran afinidad por 
el oxígeno y existen infinidad de estructuras que contienen 
anillos o cadenas de átomos de boro y oxígeno alternados. El 
ion simple BQ33- es poco común, pero se encuentra en el (Mg2+)a 
(BQ33-)2; el ion, como es de esperarse, tiene estructura plana. 
Los boratos más complejos se basan en unidades triangu­
lares B03 ; así, el metaborato de sodio, (Na+)aBa063- y el me­
taborato de calcio, Ca2+B20.2-, contienen aniones borato cuyas 
estructuras son: 
o-
Adviértase que el ion borato del metaborato de calcio es un 
polímero y que el B20l- simplemente representa su fórmula 
empírica. Las cadenas de los aniones polímeros metaborato se 
mantienen unidas mediante iones Ca2• entre ellas. 
Borazol (-B::N 3Hr.) y
nitruro de boro (BN) 
Cuando el bórax se funde con sales de los metales de tran­
sición, frecuentemente se obtiene un material vítreo coloreado;
estas perlas coloridas son en general metaboratos, como el me­
taborato de cobre que tiene la fórmula empírica Cu(BO2 )2• Unenfriamiento rápido durante la formación de los aniones com­
plejos metaborato ocasiona que éstos no lleguen a ordenarse
en una estructura cristalina regular repetitiva y se forma un
sólido -o vidrio-- organizado al azar. Un vidrio puede consi­
derarse como un líquido enfriado a tal punto que adquiere
una viscosidad que le impide fluir.
Cuando el amoníaco y el diborano, en proporción de dos
moléculas a una, se hacen reaccionar a temperatura elevada,
se forma el compuesto volátil borazol; la molécula tiene una
estructura cíclica que recuerda a la de benceno:
H H 
\ / B-N
6NHs + 3B2Hs-2H-N/ \B-H + 12H 2
\ /
8-N
/ \ 
H H 
Borazol 
La estructura del borazol se considera como un híbrido de
resonancia de las dos estructuras:
H 
1 
H N H 
"- / •• "- /
B B 
1 1 
N: :N 
/ " /"
H B H 
1 
H 
Es isoelectrónico con el benceno y se asemeja a éste en
algunas de sus propiedades físicas y químicas. Su punto de ebu­
llición es de 63 ºC, unos diecisiete grados menos que el ben­
ceno, y forma compuestos de adición con más facilidad que el
benceno, por €jemplo, reacciona con el cloruro de hidrógeno,
el átomo de cloro se une al de boro, en tanto que el benceno noreacciona. 
Estado natural, extracción 
y usos del aluminio 
H '---- / H
H '---- / N '---- / H
/B B'----B3N3H6 + 3HCI-Cl 1 1 CI 
H2N NH2 
'---- / 
_,,,,,/ B '----
H Cl 
El nitruro de boro (fórmula empírica BN) se forma por 
unión directa del boro con el nitrógeno al rojo blanco; tiene 
una estructura semejante al grafito y es, pues, una molécula 
gigante, pero a diferencia de éste, sólo es senúcon­ductor 
eléctrico. Mientras que en una lámina de grafito, la 
estructura básica que se repite es el núcleo bencénico, en el 
nitruro de boro ésta es el borazol. 
Se ha sintetizado otra forma del nitruro de boro que tiene 
la estructura del diamante, en la cual los átomos de boro y de 
nitrógeno se alternan en la red cristalina. Esta forma, como es 
de esperarse, es casi tan dura como el diamante. 
Aluminio 
El aluminio es el elemento metálico más abundante sobre la 
corteza terrestre; se encuentra en varios aluminosilicatos tales 
como arcilla, micas y .feldespatos. El único mineral del que re­
sulta econónúco extraer el metal es la bauxita, óxido de aluminio 
hidratado, Al203.2H20, el cual se acumula por la lenta pero 
persistente acción atmosférica sobre la arcilla. 
La bauxita se libera primero de las impurezas de sílice y 
óxido de hierro ( III) disolviéndola en hidróxido de sodio ( el óxi­
do de hierro (III) no se disuelve) y luego precipitando el hi­
dróxido de aluminio sembrando la solución con un poco de 
hidróxido de aluminio (la sílice permanece insoluble) : 
Al20a + 20H- + 3H20 - 2Al(OH)r 
ion aluminato 
Al(OH)4-- Al(OH)a + OH- (tiene lugar por la siembra) 
precipitado 
El hidróxido de aluminio puro se obtiene por calentamiento 
del hidróxido: 
2Al(OH)a- Al20a + 3H20 
Este se disuelve en criolita fundida, (Na+)3A1Fe3-, y se elec­
troliza a aproximadamente 900ºC, se utilizan barras de grafito 
como ánodos y un baño Tecubierto de grafito como cátodo. El 
ah1minio se descarga en el cátodo y se deposita en forma líqui­
da al fondo del electrólito fundido de donde se saca y se deja 
solidificar. En los ánodos se desprende el oxígeno, y éstos se 
consumen lentamente como dióxido de carbono. 
Propiedades del aluminio 
La extracción del aluminio es económica únicamente en 
l�gares do:r:ide se disp�ne de energía eléctrica barata de plantashidroeléctricas, por eJemplo, en las tierras montañosas occi­
dentales de Escocia, de Noruega y de las Montañas Rocallosas 
c�nadienses. �e _usa un volt.aje bajo para evitar la descomposi­ción de la cnolita que actúa como disolvente· se utiliza una 
densidad de corriente muy elevada. Una teorí� supone que el 
óxido de aluminio se disocia en Al3+ y A10a3-: 
Al20a 'i'= AJ3+ + Al033-
Cátodo Anodo 
Descarga del Al3+ Descarga del AIO
8
s- . 
• • • ".:iÁia�·+ "ú�·-::4Al ••••••••• 4Ai6i-·�·2Al�Oa
0+ "io� +· ii� ••••
(Na+)aAIF63-
cr1o1tta fundida, disolvente 
Sin embargo, el proceso es probablemente mucho más complejo. 
Las aleaciones de aluminio (Duraluminio Al/Mg/Cu y Mag­
nalio Al/Mg) son ligeras y resistentes y por esta razón se 
utilizan en la construcción de aviones y barcos. Debido a su 
bajo momento de inercia, estas aleaciones son adecuadas para 
la construcción de ómnibus, tuberías y cabezas de pistón. El 
aluminio conduce bien el calor ( utensilios de cocina) y el ácido 
nítrico lo hace pasivo, lo cual lo hace un material adecuado 
para el manejo de este líquido corrosivo. Peso a peso es un 
mejor conductor que el cobre y la N ational Grid lo utiliza como 
conductor eléctrico. El papel de aluminio se utiliza en la en­
voltura de chocolates y en la fabricación de tapas para reci­
pientes de lácteos. Su capacidad para reflejar eficientemente 
la luz y el calor explica el uso de pintura a base de aluminio 
en ·tangues de almacenamiento, los cuales no se sobrecalientan 
cuando se exponen a los rayos solares. La gran afinidad del 
aluminio por el oxígeno hace que el metal sea un agente reduc­
tor útil en la extracción de metales en pequeña escala, por 
ejemplo, el cromo. 
El aluminio es un metal ligero muy resistente, además es 
dúctil y maleable; posee una estructura hexagonal 
compacta. No es tan reactivo como lo indica su elevado 
potencial electroquímico negativo, y la razón ·es que 
normalmente existe una capa muy delgada de óxido en su 
superficie. Cuando esta capa se elimina mediante 
frotamiento con mercurio, el metal reacciona de inmediato con 
la humedad del aire y forma una especie de "cultivo fungoso" 
de hidróxido de aluminio, calentándose mucho en el proceso. 
El aluminio se combina directamente con el oxígeno, el 
azufre, el nitrógeno y los halógenos, cuando se calientan a 
una temperatura suficientemente elevada. El óxido y el fluo-
Haluros de aluminio 
FIG. 2. Preparaci6n de 
cloruro de aluminio anhidro 
ruro son esencialmente iónicos, los demás son predominante­
mente covalentes. 
4Al + 302-2(Al3+h(Q2-)a
4Al + 6S - 2Al2Sa 
2Al + N2 -2AIN 
2Al + 3F2 -2AI3+(F-)a 
El aluminio reacciona con el ácido clorhídrico moderada­
mente concentrado y produce el cloruro e hidrógeno. El ácido 
sulfúrico diluido no ataca fácilmente al metal puro, pero con 
el ácido concentrado da lugar al sulfato y dióxido de azufre. El 
ácido nítrico lo hace pasivo y esto se atribuye a la formación 
de una capa impenetrable de óxido sobre su superficie. El hi­
dróxido de sodio acuoso lo ataca y se desprende hidrógeno: 
2Al + 20H- + 6H20 - 2Al(OH)4- + 3H2
FlUOl'Ui'O de aluminio, Alª+(F-)8 
Este compuesto puede obtenerse por combinación directa 
de los elementos. Es el único haluro iónico del aluminio y es 
ligeramente soluble en agua. 
Clorurode aluminio, Al2Cle 
Este se produce al pasar cloruro de hidrógeno o cloro sobre 
aluminio precalentado; como la humedad del �re lo ataca fá­
cilmente, debe prepararse en condiciones anhidras, el tubo de 
cal sodada con que se protege de la humedad también sirve 
para absorber el exceso de cloro ( Fig. 2). 
2Al + 3Cl2 -Al2Cls 
2Al + 6HCl -Al2Cls + 3H2 
También se obtiene cuando se pasa una corriente de cloro so­
bre una mezcla de óxido de aluminio y carbón calentada a 
aproximadamente lO00ºC: 
(Al 3+)2(Q2-)3 + 3C + 3Cl2 -Al2Cla + 3CO
En estado puro, el cloruro de aluminio es un sólido blanco 
que sublima aproximadamente a 180ºC. Las-determinaciones 
aluminio 
Calor 
Cal IOdada 
de su peso molecular en solución, por ejemplo en benceno o en 
fase de vapor, indican que la molécula tiene la fórmula A12Cla, 
a diferencia de los haluros monómeros del boro. Los átomos de 
aluminio completan sus octetos por enlace dativo de dos áto­
mos de cloro, la distribución de los átomos de cloro alrededor 
de cada átomo de aluminio es aproximadamente tetraédrica: 
CI 
/
Cl 
/
Cl 
�l ¾1 
I ·,'\ I '\_ 
CI Cl CI 
A temperaturas elevadas, el cloruro de aluminio existe como 
el monómero AlCla, en el cual el aluminio tiene un sexteto de 
electrones; como es de esperarse, la molécula es plana y simé­
trica: 
Cl 
1 
Al 
/ '---
C l CI 
Cuando el cloruro de aluminio se vierte en agua, éste reacciona 
de manera exotérmica y forma los iones aluminio hidratados 
[Al(H20)sJ3+ y iones cloruro. La energía necesaria para romper 
los enlaces covalentes Al-Cl proviene del alto calor de hidra­
tación del pequeño ion altamente cargado Alª+. 
Al2Cl6 + 12H20 -- 2[Al(H20)s]3+ (CJ-)3 
covalente iónico 
El cloruro de aluminio hidratado se disuelve con facilidad en 
agua y forma iones [Al(H20)sJ3+ y Cl-. A diferencia del cloruro 
de aluminio anhidro, es insoluble en disolventes orgánicos y no 
tiene actividad catalítica ( véase más adelante). 
La molécula dímera covalente de cloruro de aluminio se 
escinde fácilmente en presencia de moléculas que contengan 
pares de electrones no compartidos; por ejemplo, con los éteres 
forma el complejo tetraédrico cloruro de aluminio-éter en el 
cual el octeto está completo : 
2R20 + AI2P6- 2[R20-AICl3] 
un éter complejo cloruro de aluminio-éter 
Al igual que el tricloruro de boro, forma complejos haluro del 
mismo tipo con los iones haluro, por ejemplo, AlCk, lo cual 
explica su acción como catalizador de Friedel y Crafts en mu­
chas reacciones orgánicas: 
un cloruro de .icido par iónico 
un ion carbonio una cetona aromWca 
Oxido de aluminio 
(alúmina), 
(AP+)2(O
2-)s 
Hidróxido de aluminio 
Al(OH)� 
Bromuro de aluminio y yoduro de aluminio, Al2Bre y Alale 
Sus estructuras y propiedades son muy parecidas a las del 
cloruro. 
El óxido de aluminio se encuentra en la naturaleza como 
bauxita y tiene como impurezas sílice y óxido de hierro ( 111). 
Recién preparado, reacciona con facilidad con ácidos diluidos 
y álcalis fuertes dando lugar a sales. En conse­ cuencia es 
anfótero, a düerencia del óxido de boro que es 
exclusivamente ácido. 
(A!3+h(Q2-)3 + 6H+- 2AJ3+ + 3H20 
hidratado 
ion aluminato 
Se emplea en la deshidratación de alcoholes a los correspon­
dientes alquenos 
CH3-CH2-0H 
etanol 
Al6mina 
300
°
C 
En forma de polvo finamente dividido se utiliza, con fre­
cuencia, como fase absorbente estacionaria en columnas croma­
tográficas; por ejemplo, para la separación de clorofilas. 
En la naturaleza se encuentra una forma cristalina de gran 
dureza llamada corundo; éste se usa como abrasivo. El corundo 
se puede preparar por calentamiento del óxido de aluminio, 
amorfo a alrededor de 2000ºC. 
El aluminio forma con otros metales mezclas de óxidos� 
algunas de ellas se epcuentran en la naturaleza como piedras 
semipreciosas. Estas incluyen al rubí ( Crª+), y al zafiro azul 
(Co2+, Fe2+ , TI•+); en la actualidad, éstas se producen sinté­
ticamente y se utilizan como cojinetes en relojería. 
Este se forma como un precipitado gelatinoso al agregar 
una solución de hidróxido de aluminio a otra que contenga 
iones aluminio: 
Ai3+ + 30H-- Al(OH)a 
A diferencia del hidróxido de boro, el cual es exclusiva­
mente ácido, el de aluminio es anfótero (véase en la Pág. 185 
lo referente a los factores que determinan las naturalezas ácida 
y básica de los hidróxidos). 
Si se deja reposar, el hidróxido de aluminio gelatinoso se 
convierte en una forma insoluble en ácidos y álcalis fuertes. 
Ambas formas del hidróxido absorben fácilmente colorantes y 
en la industria de teñido se precipita el hidróxido de alumi­
nio en las fibras textiles para asegurar una fuerte fijación del 
colorante. Este se conoce como mordiente ( del latín m<>rdere 
= morder). 
Sulfato de aluminio 
(AI3+)2(S0/-)3. l8H20, 
y alumbres, M+Afs+ 
(S0/1-)2.12H20 
Otros compuestos 
del aluminio 
Sulfato de aluminio, (A1ª+)2(SOl·-)a.l8H20 
Este se fabrica mediante la reacción del hidróxido de alu­
minio con ácido sulfúrico concentrado. Cristaliza del agua con 
dieciocho moléculas de agua de cristalización. En solución acuo­
sa, da reacción ácida y forma hidróxido de aluminio; debido a 
esta fácil hidrólisis, se emplea como mordiente en tintorería. 
También se usa en el encolado del papel y en ropa 
impermeable. 
El catión aluminio trivalente es un precipitante muy efec­
tivo para coloides negativos y el sulfato de aluminio se usa en 
lápices astringentes para coagular sangre. También se emplea 
en el tratamiento de aguas negras que contengan mucho mate­
rial en solución coloidal. 
Alumbres, M+Alª+(S042
-)2,12H20 
Cuando se deja cristalizar una solución que contenga iones 
potasio, aluminio y sulfato, se obtienen cristales octaédricos 
transparentes ·de alumbre potásico K+AI3+(S042-)2.12H20,El só­
lido contiene iones [K(H20)6]+, [Al(H20)6]3+ y so42- y es una sal 
doble puesto que en solución da las reacciones características 
de sus iones constituyentes. 
Se puede preparar una serie de alumbres en los cuales el 
ion amonio (NH.+) reemplaza al de potasio. También es posible 
sustituir al catión aluminio trivalente por otros cationes triva­
lentes de los metales de transición de aproximadamente el 
mismo tamaño iónico, como Tiª+, era+, Mnª+, Feª+ y Coa+. Los 
alumbres son isomorfos, forman con facilidad conglomerados 
y soluciones sólidas; algunos de los más típicos son: 
NH4+AI3+($042-)2.12H20 Alumbre amónico 
K+Cr3+(S042-)2,12H20 Alumbre de cromo(III) 
NH4+Fe3+(S042-h.l2H20 Alumbre de hierro(III) y amo­
nio 
El alumbre potásico, al igual que el sulfato de aluminio se 
usa como mordiente en operaciones de teñido, ya que por hidró­
lisis forma hidróxido de aluminio. 
Bidruro de aluminio, Ams, e hidruro doble de litio y aluminio, 
Li•AJH.-
Cuando el hidruro de litio se trata con un exceso de cloruro 
de aluminio en éter, precipita el hidruro de aluminio como un 
sólido blanco. Es un polímero pero aún se desconoce su estruc­
tura. 
3Li+H- + AICI3-AIHs + 3Li+CI-
Si el hidruro de litio se trata con cloruro de aluminio en 
éter, pero se evita un exceso de cloruro de aluminio, se forma 
hidruro de litio y aluminio: 
4Li+H- + AICla--+ Li+A1H4- + 3Li+CI-
17.18 Hidrólisis de loscompuestos dealuminio 
El bid.roro de litio y aluminio se usa en química orgánicapara reducir ácidos carboxílicos a alcoholes. Este no reduce losenlaces C = C y por esta razón puede utilizarse como un agentereductor selectivo, por ejemplo, en la reducción de aldehídosinsaturados a alcoholes insaturados. 
CH3-CH2-COOH - CHa-CH2-CH20H
ácido propanoico 1-propa:nol 
CH3-CH=CH-CHO- CHaCH=CH-CH20H
Z..butenal 1--buten-1-ol 
Carburo de almninio, Al,Ca (meturo de aluminio) 
Este sólido covalente puede prepararse por combinación di­recta de aluminio y carbón a temperatura elevada. Se hidrolizadesprendiendo metano: 
Al4C3 + 12H20- 4Al(OH)a + 3CH4
Sulfuro de aluminio, Al2Sa 
Este se obtiene al calentar polvo de aluminio y azufre fina­mente dividido; la reacción puede ser violenta en exceso. Escovalente y se hidroliza con facilidadcon desprendimiento desulfuro de hidrógeno: 
Al2Sa + 6H20 - 2Al(OH)a + 3H2S
Trietilaluminio, (C:iB3)aAl 
Este compuesto se forma por calentamiento de polvo de alu­minio, eteno e hidrógeno a presión elevada: 
2Al + 6C2H4 + 3H2 - 2(C2Hs)aAl 
Se inflama de manera espontánea en el aire y reacciona explo­sivamente con el agua. El líquido es un dímero y dos gruposetilo actúan como puentes: 
C2Hs .,/C2H"' J
2Hs
�l Al
/"- /" "' C2Hs C2Hs C2Hs
El trietil aluminio y el cloruro de titanio (IV) const1.turenel catalizador de un proceso industrial para la conversión deeteno en politeno. Un sistema catalítico semejante se utiliza enla polimerización del propeno en polipropeno. 
Se supone que en solución, los iones aluminio están hidra­tados con seis moléculas de agua por ion. Debido a que el ionaluminio posee una carga grande y un tamafto pequeño, losenlaces que unen a los átomos de hidrógeno y oxígenode las moléculas de agua coordinadas están considerablementedebilitados y otras moléculas del disolvente agua pueden actuar
Comparación de los 
elementos galio, indio 
y talio 
como bases y extraer protones. Por tanto, los iones aluminio 
hidratados son ácidos en solución acuosa: 
[Al(H20)6J3+ + H20 - [Al(H20)5(0H)J2+ + HaO+.
[Al(H20)s(OH)]2+ + H20 - [Al(H20)4(0H)2]+ + HsO+ etc.
Si la solución también contiene un anión básico fuerte tal 
como coa2- o s�- hay una mayor ionización de los iones aluminio 
hidratados. 
[Al(H20MOH)2]+ + COs2- � Al(H20)s(OH)3 + HC03-
hídrómdo de alum1Dio 
hidratado 
Esta serie de reacciones muestra por qué es imposible obtener 
carbonato o sulfuro de aluminio en solución acuosa. En cual­
quier caso, el resultado es la precipitación de hidróxido de 
aluminio. 
Galio, indio y talio 
El galio, el indio y el talio se obtienen por electrólisis de 
soluciones acuosas de sus sales. Estos son blandos, blancos y
medianamente reactivos; por calentamiento se combinan con 
muchos no metales tales como los halógenos y el azufre. El galio 
reacciona en la misma forma que el aluminio con el hidróxido 
de sodio acuoso; es un líquido dentro de un intervalo aprecia­
ble de temperatura (30º-2240ºC) y aún no existe ninguna 
explicación adecuada para este comportamiento. 
Hal.uros 
Los trifluoruros son sólidos iónicos con altos puntos de fu­
sión y se asemejan al fluoruro de aluminio. El cloruro de . galio 
(III) es un dímero cova1ente sólido- que se hidroliza con faci­
lidad y se disocia en el monómero por calentamiento; su
comportamiento, por tanto, es análogo al del cloruro de alumi­
nio. Sin embargo, el cloruro de indio (III) es un monómero
y, como en estado fundido conduce la corriente eléctrica, es
apreciablemente iónico. El cloruro de talio (III) se descompone
por calentamiento en cloruro de talio (I), TICl, en el cual el
metal exhibe la valencia uno.
Oxidos 
Los óxidos trivalentes son similares al óxido de aluminio, 
pero son reducibles con mayor facilidad a medida que aumenta 
el número atómico. Los óxidos son más básicos en el mismo 
orden; así, el óxido de galio (III) es menos anfótero que el de
aluminio y el óxido de talio (III) es exclusivamente básico. 
Compuestos monovalentes 
E1 galio y el indio forman cloruros de fórmula empfrica 
XCl1 en los que actúan como divalentes. No obstante, los datos 
BibJiografía 
Cuestionario del 
capítulo 
físicos demuestran que la formulación correcta de estos cloruros 
es X1(xmc14), en la cual tanto el indio como el galio exhiben 
la valencia uno. La tendencia a la monovalencia es más pro­
nunciada en el talio y se debe a la resistencia de los elementos 
más pesados a ceder o a compartir sus dos electrones 6. Este 
fenómeno se conoce como el efecto del par inerte. 
Algunos compuestos monovalentes del talio se asemejan a 
los correspondientes de los metales alcalinos; así, el óxido TJ.10, 
y el hidróxido, TlOH, son bases fuertes. Otros compuestos son 
parecidos a los de la plata, por esto, el cloruro de talio (I) sólo 
es ligeramente soluble en agua y sensible a la luz. 
Bemard Siegel y Julius L. Mack, The Boron Hydrldes, Selected Readings 
in General Chemistry, reimpreso de los Vols. 1956-1958 del Joul".\1al 
of Chemical Education, 1959. 
1 El boro es un no metal, en cambio el aluminio es metálico. ¿Cómo 
influye esto en la química de los óxidos B
2
O
3 
y Al
2
O
8 
y en los hidroxi­
compuestos B(OH)
8 
y Al(OH)3? ¿Se podría esperar que el boro for­
mara un sulfato y un nitrato? 
2 Discuta la química estructural de los siguientes compuestos del boro: 
(a) (BN)x,
(b) BF3, 
(e) BFs.NHs,
(d) B20a, 
(e) HaBOs,
(t) borazol, BaNsH6. 
3 ¿En qué aspectos, la química del boro se asemeja a la del silicio 
( su vecino diagonal en la Tabla Periódica)? 
4 Describa comparativamente la química del sodio, magnesio y alu-
Ininio. (C) 
5 Explique la fabricación del aluminio. En base a dos características 
físicas y dos químicas del metal, explique sus aplicaciones. Dé una 
descripción breve del cloruro, del hidróxido y del sulfato de alu­
minio. (O & C) 
6 Escriba las ecuaciones y. explique cómo puede separarse óxido de 
aluminio puro de una mezcla que contenga pequeñas cantidades 
de óxidos de hierro y silicio. Mediante un diagrama, describa breve­
mente cómo podría preparar cloruro de aluminio anhidro a partir de 
cloruro de sodio ( como fuente de cloro) y aluininio. 
Diga cómo y en qué condictones reacciona el aluminio con: 
(a) agua, 
(b) hidróxido de sodio,
(c) óxido de bierro(III).
7 Discuta los usos de cuatro compuestos importantes del aluminio. 
(S) 
8 Explique por qué una solución de sulfato de aluminio en agua da 
reacción ácida. Cuando se mezclan soluciones de sulfato de aluminio 
y de carbonato de sodio se forma un precipitado de hidróxido de 
aluminio y no de carbonato de aluminio. ¿Qué explicación puede dar 
a esto? 
9 El aluminio reacciona vigorosamente cuando se callen,ta con azufre 
para formar sulfuro de aluminio, pero este último no se produce si 
se mezclan soluciones que contengan iones aluininio y sulfuro, ¿Qué 
explicación puede dar a esto? ¿Cómo espera que el sulfuro de alu­
minio deba reaccionar con el agua? 
10 Los elementos que componen el Grupo 3B son el boro, el aluminio, 
el galio, el indio y el talio. Empleando su conocimiento de la química 
del aluminio y de las tendencias que se presentan en las propiedades 
químicas al descender por un grupo, describa qué puede deducir 
con respecto a las características principales de la química del 
galio, del indio y del talio. ¿Por qué es válido hacer deducciones 
de este tipo? (Cambridge) 
11 Parte de la química del talio se asemeja a la del aluminio, pero en 
otros casos es similar a la de los metales del Grupo lA. Mencione 
las evidencias que apoyen este enunciado. 
1Z El indio puede exhibir los estados de valencia de 1 y 3, pero nunca 
de 2; no obstante, existe un cloruro de fórmula empírica InC12• 
¿Cómo puede explicar esto? 
13 Explique cómo se obtiene el aluminio de su óxido purificado. 
Diga cómo y en qué condiciones el aluminio reacciona con: 
(a) hidróxido de sodio,
( b) hidróxido de hierro ( llI) .
Describa cómo puede preparar cristales anhidros de alumbre de
aluminio y potasio a partir de papel de aluminio, hidróxido de potasio 
y ácido sulfúrico diluido. 
Explique por qué el agregar hidróxido de sodio a una solución 
de alumbre conduce a la formación de un precipitado de hidróxido de 
aluminio, el cual se dispersa con un exceso de álcali. (JMB)