Logam Golongan 13 dan 14

KIMIA LOGAM GOLONGAN UTAMA
Logam golongan 13
Aluminum, Al, merupakan anggota golongan 13 (Tabel 5.4) berada sebagai aluminosilikat di kerak bumi dan lebih melimpah daripada besi.  Mineral aluminum yang paling penting dalam metalurgi adalah bauksit, AlO_x (OH)_3-2x (0 < x <1).  Walaupun Al adalah logam mulia yang mahal di abad ke-19, harganya jatuh bebas setelah dapat diproduksi dengan jumlah besar dengan elektrolisis alumina, Al₂O₃, yang dilelehkan dalam krolit, Na₃AlF₆.  Namun, karena produksinya memerlukan sejumlah besar energi listrik, metalurgi aluminum hanya ekonomis di negara dengan harga energy listrik yang rendah. Oleh karena itu, Jepang telah menutup peleburan aluminum, tetapi konsumsi Jepang terbesar kedua setelah US. Sifat aluminum dikenal dengan baik dan aluminum banyak digunakan dalam keseharian, misalnya untuk koin, panci, kusen pintu, dsb. Logam aluminum digunakan dengan kemurnian lebih dari 99%, dan logam atau paduannya (misalnya duralium) banyak digunakan.

Logam aluminum melarut dalam asam mineral, kecuali asam nitrat pekat, dan dalam larutan hidroksida akan menghasilkan gas hidrogen. Aluminum membentuk senyawa dengan alkali sebagian besar non logam dan menunjukkan sifat kimia yang beragam, tetapi tidak seperti boron, tidak ditemukan hidrida kluster aluminum. Karena oksida dan halida aluminum telah dibahas di muka (4.3 (c), 4.5 (d)), di sini hanya akan dibahas senyawa organo-aluminum.
Senyawa organo-aluminum
Senyawa-senyawa organoaluminum digunakan dalam jumlah besar untuk polimerisasi olefin, dan di industri dihasilkan dari logam aluminum, hidrogen, dan olefin seperti reaksi berikut:

Senyawa ini berupa dimer kecuali yang mengandung gugus hidrokarbon yang meruah.  Misalnya, trimetilaluminum, Al₂(CH₃)₆, adalah dimer dengan gugus metil menjembatani atom aluminum dengan ikatan tuna elektron (Gambar 5.2). Senyawa organoaluminum sangat reaktif dan terbakar secara spontan di udara. Senyawa-senyawa ini bereaksi dengan hebat dengan air dan membentuk hidrokarbon jenuh, dengan aluminium berubah menjadi aluminium hidroksida sesuai reaksi berikut:

Oleh karena itu, senyawa-senyawa ini harus ditangani di laboratorium dalam atmosfer yang inert sempurna.

Katalis Ziegler-Natta, yang terdiri atas senyawa organoaluminium dan senyawa logam transisi membuat fenomena dalam katalisis polimerisasi, katalis ini dikembangkan tahun 1950-an, dan dianugerahi Nobel tahun 1963.
Senyawa alkil logam transisi terbentuk bila senyawa organoaluminum bereaksi dengan senyawa logam transisi. Senyawa alkil logam transisi yang terbentuk dapat diisolasi bila ligan penstabil terkordinasi dengan atom logam pusat.
Gallium, Ga, di antara logam yang ada galium memiliki perbedaan titik leleh dan titik didih terbesar.  Karena galium meleleh sedikit di atas suhu kamar, rentang suhu keberadaan cairan galium sangat lebar dan galium digunakan dalam termometer suhu tinggi. Dalam tahun-tahun terakhir ini, galium digunakan untuk produksi senyawa semikonduktor galium arsenida, GaAs dan galium fosfida, GaP.
Indium adalah logam lunak dan juga memiliki titik leleh rendah.  Indium digunakan sebagai bahan baku pembuatan senyawa semikonduktor InP, InAs, dsb.  Indium memiliki dua keadaan stabil, In (I) atau In (III), dan senyawa In (II) dianggap senyawa valensi campuran indium monovalen dan trivalen.
Talium juga memiliki dua valensi Tl(I) dan Tl(III), dan Tl(II) adalah juga senyawa valensi campuran Tl monovalen dan trivalen. Karena unsur ini sangat beracun logam dan senyawa ini harus ditangani dengan sangat hati-hati.  Karena senyawa ini adalah reduktor lemah dibandingkan Na(C₅H₅), talium siklopentadiena, Tl(C₅H₅), kadang digunakan untuk preparasi senyawa siklopentadienil, dan merupakan reagen yang bermanfaat dalam kimia organologam.


Logam golongan 14
Dari 10 isotop timah, Sn, ¹¹⁸Sn (24.22%) dan ¹²⁰Sn (33.59%) adalah yang paling melimpah.  Timah logam ada sebagai α timah (timah abu-abu), yang stabil di bawah 13.2^oC dan β tin yang stabil pada suhu yang lebih tinggi. Pada suhu rendah, transisi fasanya cepat. Senyawa timah divalen dan tetravalen umumnya dijumpai, dan senyawa-senyawa divalennya merupakan bahan reduktor.
²⁰⁸Pb (52.4%) adalah isotop timbal paling melimpah. Timbal adalah hasil akhir peluruhan radioaktif alami dan memiliki 82 proton. Nomor atomnya 82 yang penting karena nomor ini adalah sangat stabil. Jadi Pb memiliki kelimpahan tinggi untuk unsur berat. Bilangan oksidasi divalen dan tetravalen adalah yang paling umum dijumpai dan biasanya timbal ada sebagai ion Pb²⁺ kecuali dalam senyawa organologam. PbO₂ adalah senyawa timbal tetravalen yang dengan mudah menjadi timbal divalen, jadi PbO₂ oksidator yang sangat kuat.
Walaupun tetraetil timbal sebelumnya digunakan sebagai bahan anti ketuk dalam bensin, di Jepang saat ini hanya bensin tanpa timbal saja yang diperbolehkan dipakai. Telah dikenal sejak tahun 1930-an bila Ge, Sn, atau Pb direduksi dengan natrium dalam amonia cair, terbentuk anion multi inti seperti Ge₉^4-,Sn₅^2-, dan Pb₉^4-. Anion-anion ini disebut fasa Zintl. Anion multi-atom ini dikristalkan menggunakan kriptan, [Na(crypt)]₄[Sn]₉ dan strukturnya telah dielusidasi.