第 13 组元素：硼家族

硼家族是元素周期表中第 13 组的元素，主要成员包括硼、铝、镓、铟和铍，这些元素在化学和物理性质上有许多相似之处。

元素列表

| 元素符号 | 元素名称 | 原子序数 | | :------: | :------: | :------: | | B | 硼 | 5 | | Al | 铝 | 13 | | Ga | 镓 | 31 | | In | 铟 | 49 | | Tl | 铍 | 81 |

物理性质

硼家族元素的物理性质有许多相似之处：

• 电子排布均为 ns2np1（其中，n 为主量子数，p 为轨道量子数）。
• 原子半径和离子半径随着原子序数的增加而增加。
• 费米能级相对于价带的位置比较高，因此这些元素很难导电。
• 熔点随着原子序数的增加而降低，而沸点逐渐升高。

化学性质

硼家族元素主要表现出以下化学性质：

• 均可形成 +3 氧化态化合物，其中氧化铝和氧化镓具有独特的晶格结构，因此广泛用于制备半导体材料。
• 均可与非金属元素反应形成共价化合物，例如硼化氢、氯化铝、三氟化硼等。
• 氧化铝和氧化铟是两种常见的无机材料，用途广泛。

应用

硼家族元素在各种领域中都有广泛应用，例如：

• 铝合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
• 氧化铝和氧化镓是常见的半导体材料，用于制造光电器件、太阳能电池等。
• 硼、氧化硼和三氟化硼等化合物广泛用于工业生产中作为催化剂、脱水剂、控制剂等。
• 硼化物是一种高效的燃料添加剂，用于提高燃料的燃烧效率。

因此，硼家族元素在工业、冶金、能源等领域中有着广泛的应用。