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Grupo del boro

El grupo del boro comprende los elementos químicos del grupo 13 de la tabla periódica , que incluye el boro (B), el aluminio (Al), el galio (Ga), el indio (In), el talio (Tl) y ...

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El grupo del boro comprende los elementos químicos del grupo 13 de la tabla periódica , que incluye el boro (B), el aluminio (Al), el galio (Ga), el indio (In), el talio (Tl) y el nihonio (Nh). Este grupo se encuentra en el bloque p de la tabla periódica. Los elementos del grupo del boro se caracterizan por tener tres electrones de valencia . [ 1 ] Estos elementos también se conocen como trieles . [ a ]

Varios elementos del grupo 13 desempeñan funciones biológicas en el ecosistema . El boro es un oligoelemento en los seres humanos y es esencial para algunas plantas. La falta de boro puede provocar un retraso en el crecimiento de las plantas, mientras que un exceso también puede ser perjudicial al inhibir el crecimiento. El aluminio no tiene función biológica ni toxicidad significativa y se considera seguro. El indio y el galio pueden estimular el metabolismo; [ 3 ] al galio se le atribuye la capacidad de unirse a las proteínas del hierro. El talio es altamente tóxico, interfiere con la función de numerosas enzimas vitales y se ha utilizado como plaguicida . [ 4 ]

Características

Al igual que otros grupos, los miembros de esta familia muestran patrones en la configuración electrónica , especialmente en las capas más externas, lo que da lugar a tendencias en el comportamiento químico:

El grupo del boro se caracteriza por ciertas tendencias en la configuración electrónica, como se muestra arriba, y en algunas de las características de sus elementos. Un ejemplo de tendencia en la reactividad es la tendencia del boro a formar compuestos reactivos con el hidrógeno. [ 5 ] Sin embargo, el boro se diferencia de los demás miembros del grupo. Posee la segunda mayor dureza de todos los elementos, solo superada por el diamante . [ 6 ] : 145 El boro se considera un semimetal, mientras que los demás elementos del grupo son metales. [ 6 ] : 141 El punto de fusión del boro, a 2076  °C, es mucho mayor que el del aluminio, el segundo elemento con el punto de fusión más alto del grupo, a 660  °C. [ 6 ] : 143

Reactividad química

hidruros

La mayoría de los elementos del grupo del boro muestran una reactividad creciente a medida que los elementos se vuelven más pesados ​​en masa atómica y más altos en número atómico. El boro , el primer elemento del grupo, generalmente no reacciona con muchos elementos excepto a altas temperaturas, aunque es capaz de formar muchos compuestos con hidrógeno , a veces llamados boranos . [ 7 ] El borano más simple es el diborano , o B 2 H 6 . [ 5 ] Otro ejemplo es B 10 H 14 .

Los siguientes elementos del grupo 13, aluminio y galio , forman menos hidruros estables, aunque existen tanto AlH₃ como GaH₃ . No se sabe que el indio, el siguiente elemento del grupo, forme muchos hidruros, excepto en compuestos complejos como el complejo de fosfina H₃InP (Cy) ₃ (Cy = ciclohexilo ). [ 8 ] No se ha sintetizado en ningún laboratorio ningún compuesto estable de talio e hidrógeno.

Óxidos

Se sabe que todos los elementos del grupo del boro forman un óxido trivalente, con dos átomos del elemento unidos covalentemente con tres átomos de oxígeno . Estos elementos muestran una tendencia de aumento de pH (de ácido a básico ). [ 14 ] El óxido de boro (B 2 O 3 ) es ligeramente ácido, el óxido de aluminio y galio (Al 2 O 3 y Ga 2 O 3 respectivamente) son anfóteros, el óxido de indio(III) (In 2 O 3 ) es casi anfótero, y el óxido de talio(III) (Tl 2 O 3 ) es una base de Lewis porque se disuelve en ácidos para formar sales. Cada uno de estos compuestos es estable, pero el óxido de talio se descompone a temperaturas superiores a 875  °C.

Una muestra en polvo de trióxido de boro ( B₂O₃ ), uno de los óxidos de boro .

Halogenuros

Los elementos del grupo 13 también son capaces de formar compuestos estables con los halógenos , generalmente con la fórmula MX₃ ( donde M es un elemento del grupo del boro y X es un halógeno). [ 15 ] El flúor , el primer halógeno, es capaz de formar compuestos estables con todos los elementos que se han probado (excepto neón y helio ), [ 16 ] y el grupo del boro no es una excepción. Incluso se hipotetiza que el nihonio podría formar un compuesto con flúor, NhF₃ , antes de desintegrarse espontáneamente debido a la radiactividad del nihonio. El cloro también forma compuestos estables con todos los elementos del grupo del boro, incluido el talio, y se hipotetiza que reacciona con el nihonio. Todos los elementos reaccionarán con el bromo en las condiciones adecuadas, como con los otros halógenos, pero con menos vigor que el cloro o el flúor. El yodo reaccionará con todos los elementos naturales de la tabla periódica excepto los gases nobles, y es notable por su reacción explosiva con el aluminio para formar AlI₃ . [ 17 ] El astato , el quinto halógeno, solo ha formado unos pocos compuestos, debido a su radiactividad y corta vida media, y no se han visto informes de un compuesto con un enlace At–Al, –Ga, –In, –Tl o –Nh, aunque los científicos piensan que debería formar sales con metales. [ 18 ] El tenesino , el sexto y último miembro del grupo 17, también puede formar compuestos con los elementos del grupo del boro; sin embargo, debido a que el tenesino es puramente sintético y, por lo tanto, debe crearse artificialmente, su química no ha sido investigada, y cualquier compuesto probablemente se desintegraría casi instantáneamente después de su formación debido a su extrema radiactividad.

Propiedades físicas

Se ha observado que los elementos del grupo del boro tienen propiedades físicas similares , aunque la mayoría de las del boro son excepcionales. Por ejemplo, todos los elementos del grupo del boro, excepto el propio boro, son blandos . Además, todos los demás elementos del grupo 13 son relativamente reactivos a temperaturas moderadas , mientras que la reactividad del boro solo se vuelve comparable a temperaturas muy altas. Una característica que todos tienen en común es tener tres electrones en sus capas de valencia . El boro, al ser un metaloide, es un aislante térmico y eléctrico a temperatura ambiente, pero un buen conductor de calor y electricidad a altas temperaturas. [ 9 ] A diferencia del boro, los metales del grupo son buenos conductores en condiciones normales. Esto concuerda con la generalización de larga data de que todos los metales conducen el calor y la electricidad mejor que la mayoría de los no metales. [ 19 ]

Estados de oxidación

El efecto del par s inerte es significativo en los elementos del grupo 13, especialmente en los más pesados ​​como el talio. Esto da como resultado una variedad de estados de oxidación. En los elementos más ligeros, el estado +3 es el más estable, pero el estado +1 se vuelve más frecuente con el aumento del número atómico, y es el más estable para el talio. [ 20 ] El boro es capaz de formar compuestos con estados de oxidación más bajos, de +1 o +2, y el aluminio puede hacer lo mismo. [ 21 ] El galio puede formar compuestos con los estados de oxidación +1, +2 y +3. El indio es similar al galio, pero sus compuestos +1 son más estables que los de los elementos más ligeros. La fuerza del efecto del par inerte es máxima en el talio, que generalmente solo es estable en el estado de oxidación de +1, aunque el estado +3 se observa en algunos compuestos. Desde entonces se han reportado radicales estables y monoméricos de galio, indio y talio con un estado de oxidación formal de +2. [ 22 ] El nihonio puede tener un estado de oxidación de +5. [ 23 ]

Se pueden observar varias tendencias en las propiedades de los elementos del grupo del boro. Los puntos de ebullición de estos elementos disminuyen de un período a otro, mientras que sus densidades tienden a aumentar.

Los 5 elementos estables del grupo del boro

Nuclear

Con la excepción del nihonio sintético, todos los elementos del grupo del boro tienen isótopos estables . Debido a que todos sus números atómicos son impares, el boro, el galio y el talio tienen solo dos isótopos estables, mientras que el aluminio y el indio son monoisotópicos , teniendo solo uno, aunque la mayor parte del indio que se encuentra en la naturaleza es el débilmente radiactivo 115 In. 10 B y 11 B son ambos estables, al igual que 27 Al, 69 Ga y 71 Ga, 113 In, y 203 Tl y 205 Tl. [ 24 ] Todos estos isótopos se encuentran fácilmente en cantidades macroscópicas en la naturaleza. En teoría, sin embargo, se supone que todos los isótopos con un número atómico mayor que 66 son inestables a la desintegración alfa . Por el contrario, todos los elementos con números atómicos menores o iguales a 66 (excepto Tc, Pm, Sm y Eu) tienen al menos un isótopo que es teóricamente energéticamente estable a todas las formas de desintegración (con la excepción de la desintegración de protones , que nunca se ha observado, y la fisión espontánea , que es teóricamente posible para elementos con números atómicos mayores de 40).

Al igual que todos los demás elementos, los elementos del grupo del boro poseen isótopos radiactivos, que se encuentran en cantidades traza en la naturaleza o se producen sintéticamente . El isótopo inestable de mayor duración es el isótopo de indio 115In , con una vida media extremadamente larga de 4,41 × 10¹⁴ años . Este isótopo constituye la gran mayoría del indio presente en la naturaleza, a pesar de su escasa radiactividad. El de menor duración es el 7B , con una vida media de tan solo 350 ± 50 × 10⁻²⁴ segundos , siendo el isótopo de boro con menor número de neutrones y una vida media lo suficientemente larga como para ser medida. Algunos radioisótopos desempeñan funciones importantes en la investigación científica; algunos se utilizan en la producción de bienes para uso comercial o, más raramente, como componente de productos terminados. [ 25 ]

Historia

El grupo del boro ha recibido numerosos nombres a lo largo de los años. Según las convenciones anteriores, era el Grupo IIIB en el sistema de nomenclatura europeo y el Grupo IIIA en el americano. El grupo también ha recibido dos nombres colectivos: «metales de la tierra» y «trieles». Este último nombre deriva del prefijo latino tri- («tres») y hace referencia a los tres electrones de valencia que todos estos elementos, sin excepción, poseen en sus capas de valencia . [ 1 ] El nombre «trieles» fue sugerido por primera vez por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) en 1970. [ 26 ]

Los antiguos egipcios conocían el boro, pero solo en forma de bórax . Este metaloide no se conoció en estado puro hasta 1808, cuando Humphry Davy logró extraerlo mediante electrólisis . Davy ideó un experimento en el que disolvió un compuesto que contenía boro en agua y le aplicó una corriente eléctrica, lo que provocó la separación de los elementos del compuesto en sus estados puros. Para obtener mayores cantidades, pasó de la electrólisis a la reducción con sodio. Davy denominó al elemento boracio . Al mismo tiempo, dos químicos franceses, Joseph Louis Gay-Lussac y Louis Jacques Thénard , utilizaron hierro para reducir el ácido bórico. El boro que produjeron se oxidó a óxido de boro. [ 27 ] [ 28 ]

El aluminio, al igual que el boro, se conocía primero en minerales antes de ser finalmente extraído del alumbre , un mineral común en algunas zonas del mundo. Antoine Lavoisier y Humphry Davy intentaron extraerlo por separado. Aunque ninguno lo logró, Davy le dio al metal su nombre actual. No fue hasta 1825 que el científico danés Hans Christian Ørsted consiguió preparar una forma bastante impura del elemento. Le siguieron muchas mejoras, y un avance significativo fue realizado solo dos años después por Friedrich Wöhler , cuyo procedimiento ligeramente modificado aún producía un producto impuro. La primera muestra pura de aluminio se atribuye a Henri Etienne Sainte-Claire Deville , quien sustituyó el potasio por sodio en el procedimiento. En aquella época, el aluminio se consideraba precioso y se exhibía junto a metales como el oro y la plata. [ 28 ] [ 29 ] El método utilizado hoy en día, la electrólisis del óxido de aluminio disuelto en criolita, fue desarrollado por Charles Martin Hall y Paul Héroult a finales de la década de 1880. [ 28 ]

El mineral blenda de zinc, más conocido como esfalerita , en el que puede encontrarse indio.

El talio, el elemento estable más pesado del grupo del boro, fue descubierto por William Crookes y Claude-Auguste Lamy en 1861. A diferencia del galio y el indio, el talio no había sido predicho por Dmitri Mendeléyev , ya que fue descubierto antes de que Mendeléyev inventara la tabla periódica. Como resultado, nadie lo buscó realmente hasta la década de 1850, cuando Crookes y Lamy examinaban residuos de la producción de ácido sulfúrico. En los espectros observaron una línea completamente nueva, una franja de color verde intenso, a la que Crookes denominó del griego θαλλός ( thallos ), que significa brote o ramita verde. Lamy logró producir mayores cantidades del nuevo metal y determinó la mayoría de sus propiedades químicas y físicas. [ 30 ] [ 31 ]

El indio es el cuarto elemento del grupo del boro, pero fue descubierto antes que el tercero, el galio, y después del quinto, el talio. En 1863, Ferdinand Reich y su asistente, Hieronymous Theodor Richter , buscaban en una muestra del mineral blenda de zinc, también conocido como esfalerita (ZnS), las líneas espectroscópicas del recién descubierto elemento talio. Reich calentó el mineral en una bobina de platino y observó las líneas que aparecían en un espectroscopio . En lugar de las líneas verdes de talio que esperaba, vio una nueva línea de un azul índigo intenso. Concluyendo que debía provenir de un nuevo elemento, lo nombraron en honor al característico color índigo que había producido. [ 30 ] [ 32 ]

Los minerales de galio eran desconocidos hasta agosto de 1875, cuando se descubrió el elemento en sí. Era uno de los elementos cuya existencia había predicho el inventor de la tabla periódica, Dmitri Mendeléyev , seis años antes. Al examinar las líneas espectroscópicas de la blenda de zinc, el químico francés Paul Émile Lecoq de Boisbaudran encontró indicios de un nuevo elemento en el mineral. En tan solo tres meses logró producir una muestra, que purificó disolviéndola en una solución de hidróxido de potasio (KOH) y haciéndole pasar una corriente eléctrica. Al mes siguiente presentó sus hallazgos a la Academia Francesa de Ciencias, nombrando al nuevo elemento en honor al nombre griego de la Galia, la actual Francia. [ 33 ] [ 34 ]

El último elemento confirmado del grupo del boro, el nihonio, no fue descubierto, sino creado o sintetizado. La síntesis del elemento fue reportada por primera vez por el equipo del Instituto Conjunto Dubna para la Investigación Nuclear en Rusia y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en Estados Unidos, aunque fue el equipo de Dubna quien llevó a cabo con éxito el experimento en agosto de 2003. El nihonio fue descubierto en la cadena de desintegración del moscovio , que produjo algunos átomos preciosos de nihonio. Los resultados se publicaron en enero del año siguiente. Desde entonces, se han sintetizado alrededor de 13 átomos y se han caracterizado varios isótopos. Sin embargo, sus resultados no cumplieron con los estrictos criterios para ser considerados un descubrimiento, y fueron los experimentos posteriores de RIKEN de 2004, dirigidos a sintetizar directamente el nihonio, los que fueron reconocidos por la IUPAC como el descubrimiento. [ 35 ]

Etimología

El nombre "boro" proviene de la palabra árabe para el mineral bórax, (بورق, boraq ) que era conocido antes de que se extrajera el boro. Se cree que el sufijo "-ón" se tomó de "carbono". [ 36 ] El aluminio fue nombrado por Humphry Davy a principios del siglo XIX. Se deriva de la palabra griega alumen , que significa sal amarga, o del latín alum , el mineral. [ 37 ] El galio se deriva del latín Gallia , en referencia a Francia, el lugar de su descubrimiento. [ 38 ] El indio proviene de la palabra latina indicum , que significa tinte índigo , y se refiere a la prominente línea espectroscópica índigo del elemento. [ 39 ] El talio, al igual que el indio, recibe su nombre de la palabra griega para el color de su línea espectroscópica: thallos , que significa una ramita o brote verde. [ 40 ] [ 41 ] El "nihonio" recibe su nombre de Japón ( Nihon en japonés), donde fue descubierto.

Ocurrencia y abundancia

Boro

El boro, con número atómico 5, es un elemento muy ligero. Casi nunca se encuentra libre en la naturaleza, y su abundancia es muy baja, constituyendo solo el 0,001% (10 ppm) [ 42 ] de la corteza terrestre. Sin embargo, se sabe que está presente en más de cien minerales y menas diferentes : la principal fuente es el bórax , pero también se encuentra en la colemanita , la boracita , la kernita , la tusionita , la berborita y la fluoborita . [ 43 ] Los principales productores y extractores de boro del mundo son Turquía , Estados Unidos , Argentina , China , Bolivia y Perú . Turquía es, con diferencia, el más importante, representando alrededor del 70% de toda la extracción de boro del mundo. Estados Unidos ocupa el segundo lugar, y la mayor parte de su producción proviene del estado de California . [ 44 ]

Aluminio

El aluminio, a diferencia del boro, es el metal más abundante en la corteza terrestre y el tercer elemento más abundante. Constituye aproximadamente el 8,2 % (82 000 ppm) de la corteza terrestre, superado únicamente por el oxígeno y el silicio . [ 42 ] Sin embargo, al igual que el boro, es poco común en la naturaleza como elemento libre. Esto se debe a la tendencia del aluminio a atraer átomos de oxígeno, formando diversos óxidos de aluminio . Actualmente se sabe que el aluminio se encuentra en casi tantos minerales como el boro, incluyendo granates , turquesas y berilos , pero la principal fuente es el mineral bauxita . Los principales países productores de aluminio del mundo son Ghana , Surinam , Rusia e Indonesia , seguidos de Australia , Guinea y Brasil . [ 45 ]

Galio

El galio es un elemento relativamente raro en la corteza terrestre y no se encuentra en tantos minerales como sus homólogos más ligeros. Su abundancia en la Tierra es de apenas 0,0018 % (18 ppm). [ 42 ] Su producción es muy baja en comparación con otros elementos, pero ha aumentado considerablemente a lo largo de los años gracias a la mejora de los métodos de extracción. El galio se puede encontrar en pequeñas cantidades en diversos minerales, como la bauxita y la esfalerita , y en minerales como el diásporo y la germanita . También se han encontrado trazas en el carbón . [ 46 ] El contenido de galio es mayor en algunos minerales, como la galita (CuGaS 2 ), pero estos son demasiado raros para considerarse fuentes importantes y contribuyen de forma insignificante al suministro mundial.

indio

El indio es otro elemento raro del grupo del boro, presente en tan solo un 0,000005 % (0,05 ppm). [ 42 ] Se conocen muy pocos minerales que contengan indio, y todos ellos son escasos: un ejemplo es la indita . El indio se encuentra en varios minerales de zinc, pero solo en cantidades mínimas; asimismo, algunos minerales de cobre y plomo contienen trazas. Como ocurre con la mayoría de los demás elementos presentes en minerales, el proceso de extracción de indio se ha vuelto más eficiente en los últimos años, lo que ha dado lugar a mayores rendimientos. Canadá es el principal poseedor de reservas de indio del mundo, pero tanto Estados Unidos como China poseen cantidades comparables. [ 47 ]

Talio

Un pequeño paquete de fibra de vidrio

El talio tiene una abundancia intermedia en la corteza terrestre, estimada en 0,00006 % (0,6 ppm). [ 42 ] Se encuentra en el suelo en algunas rocas, en la tierra y en la arcilla. Muchos minerales sulfurados de hierro , zinc y cobalto contienen talio. En los minerales se encuentra en cantidades moderadas: algunos ejemplos son la crookesita (en la que se descubrió por primera vez), la lorandita , la routhierita , la bukovita , la hutchinsonita y la sabatierita . Hay otros minerales que contienen pequeñas cantidades de talio, pero son muy raros y no sirven como fuentes primarias.

Nihonio

El nihonio es un elemento que nunca se encuentra en la naturaleza, sino que ha sido creado en un laboratorio. Por lo tanto, se clasifica como un elemento sintético sin isótopos estables.

Aplicaciones

Con la excepción del nihonio sintético , todos los elementos del grupo del boro tienen numerosos usos y aplicaciones en la producción y composición de muchos artículos.

Boro

El boro ha encontrado numerosas aplicaciones industriales en las últimas décadas, y aún se siguen descubriendo otras nuevas. Una aplicación común es en la fibra de vidrio . [ 48 ] El mercado del vidrio de borosilicato ha experimentado una rápida expansión ; entre sus cualidades especiales destaca una resistencia a la dilatación térmica mucho mayor que la del vidrio común. Otro uso comercial en expansión del boro y sus derivados se encuentra en la cerámica . Varios compuestos de boro, especialmente los óxidos, poseen propiedades únicas y valiosas que han propiciado su sustitución por otros materiales menos útiles. El boro se puede encontrar en ollas, jarrones, platos y mangos de sartenes de cerámica por sus propiedades aislantes.

El compuesto bórax se utiliza en blanqueadores, tanto para ropa como para dientes. La dureza del boro y algunos de sus compuestos le confieren una amplia gama de usos adicionales. Una pequeña parte (5%) del boro producido se utiliza en la agricultura. [ 48 ]

Aluminio

El aluminio es un metal con numerosos usos cotidianos. Se encuentra con mayor frecuencia en materiales de construcción , dispositivos eléctricos , especialmente como conductor en cables, y en utensilios y recipientes para cocinar y conservar alimentos. Su baja reactividad con los alimentos lo hace particularmente útil para el enlatado. Su alta afinidad por el oxígeno lo convierte en un potente agente reductor . El aluminio puro finamente pulverizado se oxida rápidamente en el aire, generando una gran cantidad de calor en el proceso (ardiendo a unos 3037 °C o 5500 ° F ), lo que da lugar a aplicaciones en soldadura y otros ámbitos donde se requiere una gran cantidad de calor. El aluminio es un componente de las aleaciones utilizadas para fabricar fuselajes ligeros para aeronaves. Los automóviles también incorporan a veces aluminio en su estructura y carrocería, y existen aplicaciones similares en equipos militares. Entre sus usos menos comunes se incluyen componentes de decoración y algunas guitarras. Este elemento también se utiliza en una amplia gama de dispositivos electrónicos. [ 49 ] [ 50 ]

Galio

El galio es uno de los componentes principales de los LED azules.

El galio y sus derivados solo han encontrado aplicaciones en las últimas décadas. El arseniuro de galio se ha utilizado en semiconductores , en amplificadores , en células solares (por ejemplo, en satélites ) y en diodos túnel para circuitos transmisores de FM. Las aleaciones de galio se utilizan principalmente para fines dentales. El cloruro de amonio y galio se utiliza para los conductores en transistores . [ 51 ] Una aplicación importante del galio es en la iluminación LED . El elemento puro se ha utilizado como dopante en semiconductores y tiene usos adicionales en dispositivos electrónicos con otros elementos. El galio tiene la propiedad de poder "mojar" el vidrio y la porcelana, y por lo tanto se puede utilizar para hacer espejos y otros objetos altamente reflectantes. El galio se puede agregar a aleaciones de otros metales para disminuir sus puntos de fusión.

indio

Los usos del indio se pueden dividir en cuatro categorías: la mayor parte (70%) de la producción se utiliza para recubrimientos, generalmente combinados como óxido de indio y estaño (ITO); una porción menor (12%) se destina a aleaciones y soldaduras ; una cantidad similar se utiliza en componentes eléctricos y semiconductores; y el 6% restante se destina a aplicaciones menores. [ 52 ] Entre los artículos en los que se puede encontrar indio se incluyen recubrimientos, cojinetes, dispositivos de visualización, reflectores de calor, fósforos y barras de control nuclear . El óxido de indio y estaño ha encontrado una amplia gama de aplicaciones, incluyendo recubrimientos de vidrio, paneles solares , alumbrado público, pantallas electroforéticas (EPD), pantallas electroluminiscentes (ELD), paneles de visualización de plasma (PDP), pantallas electroquímicas (EC), pantallas de emisión de campo (FED), lámparas de sodio , vidrio de parabrisas y tubos de rayos catódicos , lo que lo convierte en el compuesto de indio más importante. [ 53 ]

Talio

El talio se utiliza en su forma elemental con más frecuencia que los demás elementos del grupo del boro. El talio puro se emplea en vidrios de bajo punto de fusión, células fotoeléctricas , interruptores, aleaciones de mercurio para termómetros de vidrio de baja precisión y sales de talio. Se encuentra en lámparas y componentes electrónicos, y también se utiliza en imágenes miocárdicas . Se ha investigado la posibilidad de utilizar talio en semiconductores, y es un catalizador conocido en síntesis orgánica. El hidróxido de talio (TlOH) se utiliza principalmente en la producción de otros compuestos de talio. El sulfato de talio ( Tl₂SO₄ ) es un excelente insecticida y un componente principal de algunos venenos para ratas y ratones. Sin embargo, Estados Unidos y algunos países europeos han prohibido esta sustancia debido a su alta toxicidad para los humanos. En otros países, no obstante, el mercado de esta sustancia está en auge. El Tl₂SO₄ también se utiliza en sistemas ópticos. [ 54 ]

Función biológica

Ninguno de los elementos del grupo 13 tiene un papel biológico importante en los animales complejos, pero algunos están al menos asociados con un ser vivo. Como en otros grupos, los elementos más ligeros suelen tener más funciones biológicas que los más pesados. Los más pesados ​​son tóxicos, al igual que los demás elementos de los mismos períodos. El boro es esencial en la mayoría de las plantas, cuyas células lo utilizan para fines como el fortalecimiento de las paredes celulares . Se encuentra en los humanos, ciertamente como un oligoelemento esencial , pero existe un debate continuo sobre su importancia en la nutrición humana. La química del boro le permite formar complejos con moléculas tan importantes como los carbohidratos , por lo que es plausible que pueda ser más útil en el cuerpo humano de lo que se pensaba anteriormente. También se ha demostrado que el boro puede reemplazar al hierro en algunas de sus funciones, particularmente en la cicatrización de heridas. [ 55 ] El aluminio no tiene ningún papel biológico conocido en plantas o animales, a pesar de su amplia presencia en la naturaleza. [ 56 ] El galio no es esencial para el cuerpo humano, pero su relación con el hierro(III) le permite unirse a proteínas que transportan y almacenan hierro. [ 57 ] El galio también puede estimular el metabolismo. El indio y sus homólogos más pesados ​​no tienen función biológica, aunque las sales de indio en pequeñas dosis, como el galio, pueden estimular el metabolismo. [ 32 ]

Toxicidad

Cada elemento del grupo del boro tiene un perfil de toxicidad único para las plantas y los animales.

Como ejemplo de toxicidad por boro, se ha observado que daña la cebada en concentraciones superiores a 20 mM . [ 58 ] Los síntomas de la toxicidad por boro son numerosos en las plantas, lo que complica la investigación: incluyen reducción de la división celular, disminución del crecimiento de brotes y raíces, disminución de la producción de clorofila en las hojas, inhibición de la fotosíntesis, disminución de la conductancia estomática, [ 59 ] reducción de la extrusión de protones de las raíces, [ 60 ] y deposición de lignina y suberina . [ 61 ]

El aluminio no presenta un riesgo de toxicidad significativo en pequeñas cantidades, pero dosis muy elevadas resultan ligeramente tóxicas. El galio no se considera tóxico, aunque puede tener algunos efectos menores. El indio no es tóxico y puede manipularse con prácticamente las mismas precauciones que el galio, pero algunos de sus compuestos son de leves a moderadamente tóxicos.

El talio, a diferencia del galio y el indio, es extremadamente tóxico y ha causado numerosas muertes por envenenamiento. Su efecto más notorio, perceptible incluso con dosis mínimas, es la caída del cabello en todo el cuerpo, pero también provoca una amplia gama de otros síntomas, alterando y, finalmente, paralizando las funciones de muchos órganos. La naturaleza prácticamente incolora, inodora e insípida de los compuestos de talio ha propiciado su uso por asesinos. La incidencia de envenenamiento por talio, tanto intencional como accidental, aumentó cuando se introdujo el talio (junto con su compuesto igualmente tóxico, el sulfato de talio) para el control de ratas y otras plagas. Por consiguiente, el uso de pesticidas a base de talio está prohibido desde 1975 en muchos países, incluidos los Estados Unidos.

El nihonio es un elemento altamente inestable y se desintegra emitiendo partículas alfa . Debido a su fuerte radiactividad , sin duda sería extremadamente tóxico, aunque aún no se han reunido cantidades significativas de nihonio (mayores que unos pocos átomos). [ 62 ]

Notas

  1. ↑ El nombre icoságenos para el grupo 13 se ha utilizado ocasionalmente, [ 2 ] en referencia a las estructuras icosaédricas que forman característicamente sus elementos.
  2. ↑ Hasta la fecha, no se ha sintetizado ningún compuesto de nihonio (excepto posiblemente el NHOH), y todos los demás compuestos propuestos son completamente teóricos.

Referencias

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