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1、1第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物13.2 硼单质及其化合物硼单质及其化合物13.3 镓、铟、铊镓、铟、铊(Elements of the Boron Family)第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述2p区元素概述区元素概述 13.1.1 p区元素特点区元素特点 13.1.2 p区元素特征区元素特征 (Summary of p-Block Elements)第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述3（1）惟一同时包括了除氢以外的部分金属）惟一同时包括了除氢以外的部分金属元素和所有非金属元素的一个区；元素和所有非金属元素的一个区；（2）由于包括

2、稀有气体导致不活泼性；）由于包括稀有气体导致不活泼性；（3）非金属单质的结构与性质的多样性。）非金属单质的结构与性质的多样性。一、一、 p区元素特点区元素特点1. 多样性多样性第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述p区元素概述区元素概述 (Summary of p-Block Elements)4族族周期周期IIIAIVAVAVIAVIIA0 0一一He二二BC（金）（金）O3F2Ne三三SiP4S8Cl2Ar四四Br2Kr五五I2Xe六六Rn结构结构性质性质原子晶体原子晶体固体固体多原子分子多原子分子固体固体 气体气体双原子分子双原子分子气体气体单原子分子单原子分子气体气体非金属单质的结

3、构与性质非金属单质的结构与性质第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述5 各族元素变化的规律是：典型的非金属元素经准金属元素过渡到典型的金属元素（除VIIA族和0族外）。2. 规律性规律性第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述63. 多氧化态多氧化态（1）现象）现象ns2np133333ns2np244444ns2np355555111222333IIIABAlGaInTlIVACSiGeSnPbVANPAsSbBi低低氧氧化化态态化化合合物物稳稳定定性性增增加加高高氧氧化化态态化化合合物物稳稳定定性性减减弱弱第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述7 15个元素都能达到各自的族氧化态

4、：个元素都能达到各自的族氧化态：+3、+4、+5 后三个元素还能显示有一定稳定性的、后三个元素还能显示有一定稳定性的、且较族氧化态低且较族氧化态低2的氧化态：的氧化态：+1、+2、+3 各族元素从上到下，低氧化态化合物稳各族元素从上到下，低氧化态化合物稳定性增大，高氧化态化合物稳定性减小。定性增大，高氧化态化合物稳定性减小。（2）结论）结论第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述8（3）举例）举例第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述9（4）定义）定义同族元素自上而下，低氧化态化合物稳定性增大的现象叫做惰性电子对效应(Inert-Pair Effect)。在p区第六周期元素表现得特别明显

5、，即第六周期低氧化态化合物都是稳定的：族族 数数IIIAIVAVAVIAVIIA价层电子构型价层电子构型ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5元元 素素TlPbBiPoAt稳定氧化态稳定氧化态非金属的稳定氧化态非金属的稳定氧化态第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述104. 多氢化物类型多氢化物类型IIIAIVAVAVIAVIIAB2H6CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClAsH3H2SeHBrH2TeHI缺电子氢化物足电子氢化物富电子氢化物非金属的简单氢化物非金属的简单氢化物第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述11 形成配合物时，配位数最多不超过形

6、成配合物时，配位数最多不超过 4二、二、 p区元素特征区元素特征1. 第二周期元素具有反常性第二周期元素具有反常性 第二周期元素单键键能小于第三周期第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能元素单键键能(kJmol-1)第二周期第二周期E(N-N)E(O-O)E(F-F)159142141第三周期第三周期E(P-P)E(S-S)E(Cl-Cl)209264199第二、第三周期的元素的单键键能第二、第三周期的元素的单键键能第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述122. 第四周期元素具有异样性第四周期元素具有异样性例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其它卤酸(HClO3 ，HIO3)、高卤酸(HC

7、lO4，H5IO6)强。EV458. 1)/ClClO(23 V513. 1)/BrBrO(23E V209. 1)/IIO(23E V226. 1)/ClOClO(34EEV60. 1)/IOIOH(365EV763. 1)/BrOBrO(34第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述133. 第四、五、六周期元素第四、五、六周期元素 具有二次周期性具有二次周期性 K+ Ca2+ Ga3+ Ge4+ As5+r/pm 133 99 62 53 47 Rb+ Sr2+ In3+ Sn4+ Sb5+r/pm 148 113 81 71 62 Cs+ Ba2+ Tl3+ Pb4+ Bi5+r/pm

8、 169 135 95 84 744. 第五、六周期两种元素具有相似性第五、六周期两种元素具有相似性 s区元素原子半径和区元素原子半径和p区元素原子半径的比较区元素原子半径的比较第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述140VIIAVIAVAIVAIIIA2He氦氦K25B硼硼6C碳碳7N氮氮8O氧氧9F氟氟10Ne氖氖LK8213Al铝铝14Si硅硅15P磷磷16S硫硫17Cl氯氯18Ar氩氩MLK88231Ga镓镓32Ge锗锗33As砷砷34Se硒硒35Br溴溴36Kr氪氪NMLK8188249In铟铟50Sn锡锡51Sb锑锑52Te碲碲53I碘碘54Xe氙氙ONMLK818188281

9、Tl铊铊82Pb铅铅83Bi铋铋84Po钋钋85At砹砹86Rn氡氡PONMLK818321882非金属非金属金金 属属电子层第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述15第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述l 理解硼族元素的通性；l 了解硼单质的结构及化学性质；l 理解硼的氢化物、含氧化合物和卤化物的结构， 掌握其性质和应用；l 理解铝及其化合物的结构，掌握其性质和应用；l 掌握铍和铝的相似性；l 了解镓 铟 铊单质及化合物的性质。基本要求：基本要求：16第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述重点： 硼族元素原子的缺电子性和缺电子化合物； 硼酸及其盐的晶体结构和化学性质，硼砂 Na

10、2B4O5(OH)48H2O的晶体结构和化学性质， 硼砂珠试验鉴定金属离子； 铍和铝的相似性。难点： 硼族元素原子的缺电子性； 硼的含氧化合物和卤化物的结构，掌握其性质 和应用。17硼族元素通性硼族元素通性1. 元素元素5B硼硼101110.8112s22p149In铟铟113115114.825s25p113Al铝铝2726.9823s23p131Ga镓镓697169.7234s24p181Tl铊铊203205204.386s26p1第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述182. 价层电子结构及氧化态价层电子结构及氧化态从上到下，随着原子序数的递增，低氧化态从上到下，随着原子序数的递增，

11、低氧化态化合物稳定性增强，化合物稳定性增强，Tl(+1)氧化态很稳定氧化态很稳定。元素元素符号符号BAlGaInTl价电子价电子层结构层结构2s2sp13s23p14s24p15s25p16s26p1主要主要氧化态氧化态33(+1),+3+1,+3+1,(+3)硼族元素的性质硼族元素的性质第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述193. 硼族元素的共同特性硼族元素的共同特性硼原子的原子半径较小，电负性较大，在周期系中的位置与碳相邻，这就决定了硼的共价性。铝以下的各元素虽然都是金属，然而+3这一较高的氧化数以及镓、铟、铊的18电子层壳层的结构，也容易使原子间成键时表现为极性共价键。（1）+3

12、氧化数的硼族元素仍然具有相当强氧化数的硼族元素仍然具有相当强的形成共价键的倾向的形成共价键的倾向第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述20（2）硼族元素的）硼族元素的 +3 氧化数化合物叫做氧化数化合物叫做缺电子缺电子化合物化合物(Electron-Defect Compound)硼族元素的价电子层有4个原子轨道：ns、npx、npy、npz 缺电子原子缺电子原子： 价电子数少于价层轨道数的原子 特点特点：易形成多中心键等nsnp第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述21ClClAlClClClClAl缺电子化合物特点：缺电子化合物特点：b. 易形成双聚物Al2Cl6HF BF3a.

13、易形成配位化合物HBF4第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述224. 硼族元素的存在形式硼族元素的存在形式 硼 B 以硼酸盐矿物存在 铝 Al 以Al-O键存在，矿物以铝矾土(Al2O3) 最为广泛， 第3位 镓 Ga 与Zn, Fe, Al, Cr等矿共生 铟 In 与闪锌矿共生 铊 Tl 与闪锌矿共生 第第13章章 硼族元素硼族元素 概概 述述23第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物13.1.1 硼单质硼单质B晶型晶型B：黑灰色，硬度高，导电黑灰色，硬度高，导电性差，性差，不活泼不活泼非晶型非晶型B：棕色

14、粉末，棕色粉末，活泼活泼1、单质硼的晶体结构、单质硼的晶体结构24B12的正二十面体的正二十面体结构单元结构单元以B12为基本结构单元晶态硼晶态硼黑灰色黑灰色化学性质较惰性化学性质较惰性无定型硼无定型硼棕色粉末棕色粉末化学性质较活泼化学性质较活泼第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物252、化学性质、化学性质性质一：与非金属反应性质一：与非金属反应 性质二：与非金属氧化物作用性质二：与非金属氧化物作用 性质三：与酸作用性质三：与酸作用 性质四：与强碱作用性质四：与强碱作用 性质五：与金属作用性质五：与金属作用 第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质

15、及其化合物硼单质及其化合物26性质一：与非金属反应性质一：与非金属反应 高温下B能同N2、O2、S、X2等单质反应，但不与H2作用。4B3O2 2B2O32BN2 2BN2B3F2 2BF3 第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物27性质二：与非金属氧化物作用性质二：与非金属氧化物作用 B能与许多稳定的氧化物反应，如从SiO2、P2O5、H2O 中夺取氧而作还原剂。例如在赤热下，B与水蒸气作用生成硼酸和氢气。2B6H2O(g) 2B(OH)3+3H2第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物28性质三：与酸作用性质三：与酸作用

16、 硼不与盐酸作用，但与热浓H2SO4、热浓HNO3作用生成硼酸。2B3H2SO4(浓浓) 2B(OH)3+3SO2B3HNO3(浓浓) 2B(OH)3+3NO22B2NaOH3KNO3 2NaBO2+3KNO2H2O性质四：与强碱作用性质四：与强碱作用 在氧化剂存在下，硼和强碱共熔得到偏硼酸盐。第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物29性质五：与金属作用性质五：与金属作用 无定型硼用于生产无定型硼用于生产硼钢硼钢B有吸收中子的特性硼钢抗冲击性好用于制造原子反应堆中的控制棒是制造喷气发动机的优质钢材第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单

17、质及其化合物30第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物2、硼单质的制备、硼单质的制备自学自学13.1.2 硼的氢化物硼的氢化物 由于其性质相似于烷烃，称为硼烷，最简单的为乙硼烷（B2H6）。1 1、乙硼烷的制备与性质（1 1）制备）制备自学自学31（2）性质）性质 乙硼烷乙硼烷 丁硼烷丁硼烷稳定戊稳定戊硼烷硼烷不稳定不稳定戊硼烷戊硼烷己硼烷己硼烷 癸硼烷癸硼烷化学式化学式B2H6B4H10B5H9B5H11B6H10B10H14标准状标准状态下存态下存在状态在状态气体液体液体液体固体固体熔点熔点/-165.5-120-45.6-129-65.199.6沸点沸

18、点/-92.5186560110213硼烷及其物理性质硼烷及其物理性质第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物32性质一：易燃性性质一：易燃性性质二：还原性性质二：还原性性质三：水解性性质三：水解性性质四：配合性性质四：配合性硼烷的化学性质硼烷的化学性质第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物33性质一：易燃性性质一：易燃性B2H6是非常活泼的物质，暴露于空气中易燃或易爆，并放出大量热。B2H6(g)3O2(g) B2O3(s)3H2O(g)燃烧燃烧-1mrmolkJ2034H第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及

19、其化合物硼单质及其化合物34性质二：还原性性质二：还原性B2H6是强还原还原剂，能与氧化剂反应。例如与卤素反应生成卤化硼。2B2H6(g)6Cl2(g) 2BCl3(l)6HCl-1mrmolkJ1376H第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物35性质三：水解性质三：水解性B2H6易水解释放出H2，生成硼酸。B2H6(g)6H2O(l) 2H3BO3(s)6H2(g)-1mrmolkJ3 .509H水下火箭燃料水下火箭燃料第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物36性质四：配合性质四：配合性B2H6 与与 LiH 反 应，能

20、生成一种比B2H6的的还原性更强的还原剂硼氢化锂。(Lithium Borohydride) B2H62LiH 2LiBH4B2H62CO 2H3B COB2H62NaH 2NaBH4BH)(NHBH2NHHB4232362第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物37B2H6是一种在空是一种在空气中易燃、易爆、易气中易燃、易爆、易水解的剧毒气体。水解的剧毒气体。所以制备时必须保持反应处于无氧、所以制备时必须保持反应处于无氧、无水气状态，原料亦需预先干燥，并且无水气状态，原料亦需预先干燥，并且作好安全防护工作。作好安全防护工作。第第13章章 硼族元素硼族元素 1

21、3.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物382、 乙硼烷乙硼烷(Diborane)的结构的结构结构结构sp3杂化杂化B原子原子2s2p2p2p1sH原子原子B2H6分子分子2个个B6个个H总共总共价轨道数价轨道数8614价电子数价电子数6612第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物39结构结构sp3杂化杂化利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键（氢桥 Hydrogen Bridge）：HHBBHHHHHsp3第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物4060年代初，美国科学家年代初，美国科学家利普斯科姆（利普斯科姆（Lip

22、scomb W N，1919）提出多中心键）提出多中心键的理论，大大促进了硼结构的理论，大大促进了硼结构化学的发展，荣获了化学的发展，荣获了1976年年的诺贝尔化学奖。的诺贝尔化学奖。(Multiple Center Bond Theory)第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物4113.1.3 硼的含氧化合物硼的含氧化合物1、三氧化二硼、三氧化二硼 制备制备一般的方法是加热硼酸使之脱水。2H3BO3 B2O33H2O第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物42性质性质性质一：易溶于水性质一：易溶于水性质二：硼砂珠实验性质二

23、：硼砂珠实验 (Borax Bead Test)第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物43 B2O3易溶于水，重新生成硼酸，但在热的水蒸气中则生成挥发性的偏硼酸HBO2，同时放热。B2O32HBO22H3BO3H2OH2O, 578K2H2O2H2O, 373K偏硼酸偏硼酸硼酸硼酸B2O3(s)3H2O(l) 2H3BO3(aq)B2O3(s)H2O(g) 2HBO2(g)热热性质一：易溶于水性质一：易溶于水第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物44B2O3可以溶解许多金属氧化物而得到有特征颜色的玻璃状偏硼酸盐。B2O3C

24、uO Cu(BO2)2蓝色蓝色B2O3NiO Ni(BO2)2绿色绿色硼砂珠实验硼砂珠实验此反应可用于定性分析中，用来此反应可用于定性分析中，用来鉴定金属离子。鉴定金属离子。性质二：硼砂珠实验性质二：硼砂珠实验第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物452、硼酸、硼酸(Boric Acid) 结构结构硼酸硼酸 H3BO3结构单元结构单元BOHHOOHB原子为原子为sp2杂化杂化O原子原子第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物46第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物47范德华力范德华力第第

25、13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物48 制备制备Na2B4O7 +2HCl+5H2O（沸腾）（沸腾） 4H3BO3+2NaCl第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物49 性质性质性质二：弱酸性性质二：弱酸性 性质三：酸性的增强性质三：酸性的增强 性质五：与碱反应，生成硼砂性质五：与碱反应，生成硼砂性质四：受热易分解性质四：受热易分解性质一：溶解性性质一：溶解性 第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物50H3BO3是白色片状晶体，微溶于水。H3BO3H2O B(OH)4+H+-Ka=5.8

26、10-10加热时，由于晶体中的部分氢键断裂，溶解度增大。 性质二：弱酸性性质二：弱酸性性质一：溶解性性质一：溶解性 第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物51第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物52Ka=5.810-10CHOHHO BOHOH+HOHOCH2CH2HOCHCH2CH2OOB O+ H+ + 2H2O性质三：酸性的增强性质三：酸性的增强 硼酸是一个典型的缺电子Lewis酸，它的酸性可因加入甘露醇和甘油（丙三醇）大为增加,表现出一元酸的性质，可用强碱滴定。Ka=6.210-5第第13章章 硼族元素硼族元素

27、13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物53硼酸加热分解过程中，先转变为偏硼酸HBO2，继续加热变成B2O3。性质四：受热易分解性质四：受热易分解H3BO3 HBO2 B2O3373K-H2O-H2O578K性质五：与碱反应，生成硼砂性质五：与碱反应，生成硼砂在弱碱性条件下，生成四硼酸盐:。 4H3BO3+2NaOH Na2B4O7+7H2O在强碱条件下，生成偏硼酸盐。 H3BO3+NaOH NaBO2+2H2O第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物54 结构结构3、硼砂、硼砂(Borax)Na2B4O5(OH)4 8H2O ，Na2B4O7 10H2O四

28、硼酸根阴离子四硼酸根阴离子B4O5(OH)42-的立体结构的立体结构四面体角顶氧原子平面三角形平面三角形第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物55 性质性质性质二：硼砂珠实验性质二：硼砂珠实验性质一：水解性性质一：水解性 第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物56水解能生成强碱弱酸盐（pH=9.24）。B4O5(OH)42-5H2O 4H3BO32OH-4H3BO3 2OH- 2H3BO3 2B(OH)4提示：硼砂水解时得到等物质的量酸提示：硼砂水解时得到等物质的量酸和碱，所以该水溶液具有和碱，所以该水溶液具有缓冲作用缓冲

29、作用。（pH=9.24）性质一：水解性性质一：水解性第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物57性质二：硼砂珠实验性质二：硼砂珠实验Na2B4O7CoO Co(BO2)2 2NaBO2Na2B4O7NiO Ni(BO2)2 2NaBO2蓝色蓝色棕色棕色此反应可用于定性分析及焊接金属此反应可用于定性分析及焊接金属时除锈。时除锈。第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物5813.1.4 硼的卤化物 结构结构sp2杂化杂化BXXX键长键长/pmB-FB-ClB-Br计算值计算值152187199实测值实测值130175187BX3的

30、分子结构都是平面三角形，如果把B-X键都当作单键考虑，理论值与实测键长结构如下：B-X键的键长键的键长第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物59BX3酸性比较：酸性比较： BI3BBr3 BCl3 BF3 硼原子硼原子卤原子卤原子空的空的2p轨道轨道第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物60 制备制备萤石、浓硫酸和B2O3的加热反应制备BF3：B2O33CaF23H2SO4 2BF33CaSO43H2O1BF3(g)AlCl3 AlF3BCl3BF3(g)AlBr3 AlF3BBr32第第13章章 硼族元素硼族元素 13.

31、1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物61 性质性质物理性质物理性质物质物质性质性质BF3BCl3BBr3BI3室温下存在状态室温下存在状态气气气气液液固固熔点熔点/K146166227316沸点沸点/K172285364483三卤化硼都是共价化合物，熔沸点均很低，三卤化硼都是共价化合物，熔沸点均很低，并有规律的按并有规律的按F、Cl、Br、I的顺序而逐渐增高，的顺序而逐渐增高，它们的挥发性随相对分子质量的增大而降低。它们的挥发性随相对分子质量的增大而降低。三卤化硼的物理性质三卤化硼的物理性质第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物62化学性质化学性质性质一：水

32、解性性质一：水解性BF3HF HBF4BCl33H2O B(OH)3+3HCl（1）BF33H2O B(OH)33HF（2）第第13章章 硼族元素硼族元素 13.1 硼单质及其化合物硼单质及其化合物63第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物13.2 铝的化合物铝的化合物13.2.1 铝的单质铝的单质1 1、铝的提取与冶炼、铝的提取与冶炼自学自学2、铝的单质、铝的单质（1）钝化特性）钝化特性（2）两性（酸、碱性）两性（酸、碱性）（3）与非金属反应）与非金属反应641. 氧化铝氧化铝(Aluminium Oxide) 结构结构Al2O3-Al2O3刚玉刚玉-Al

33、2O3活性氧化铝活性氧化铝熔沸点高熔沸点高硬度大硬度大不溶于酸、碱、水不溶于酸、碱、水 硬度不大硬度不大可作催化剂载体可作催化剂载体可溶于酸、碱可溶于酸、碱第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物13.2.2 铝的含氧化合物铝的含氧化合物65红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+) 有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而呈现鲜明颜色。第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物66 制备制备Al(OH)3-Al2O31273KAl(OH)3-Al2O3较低温度较低温度脱水脱水第第13章章 硼族元素硼族元素

34、 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物672. 氢氧化铝氢氧化铝(Aluminium Hydroxide Hydroxide) 制备制备方法二：在铝酸盐溶液中通入CO2，得白色晶态Al(OH)3 。方法一：在铝盐中加入氨水和适量的碱，得到白色凝胶状沉淀Al(OH)3 。第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物68 性质性质Al3+3OH- Al(OH)33H+Al3+3H2O（可溶于酸）（可溶于酸）OH-Al(OH)4-（可溶于碱）（可溶于碱）Al(OH)3不溶于氨水中，它与NH3不生成配合物。第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝

35、单质及其化合物693. 铝盐和铝酸盐铝盐和铝酸盐 结构结构（1）铝盐）铝盐金属铝、氧化铝和氢氧化铝与酸反应得到的产物是铝盐，铝在这里表现为金属。3+第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物70 制备制备 性质性质性质性质 ：水解显酸性：水解显酸性 Al(H2O)63+H2O Al(H2O)5OH2+ H3O+2Al(OH)33H2SO4(浓浓) Al2(SO4)3 6H2O第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物71Al(H2O)63+ Al(OH)33H2O3H+2Al3+3CO32-3H2O 2Al(OH)33CO22Al

36、3+3S2-3H2O 2Al(OH)33H2S加热会促进Al3+水解而产生一部分Al(OH)3沉淀。加入碳酸盐或硫化物会促使铝盐完全水解。促进水解的方法：促进水解的方法：第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物72金属铝、氧化铝和氢氧化铝与碱反应得到的产物是铝酸盐，铝在这里表现为非金属。（2）铝酸盐）铝酸盐(Aluminate) 制备制备Al2O3与碱熔融可以制得铝酸盐。Al2O32NaOH 2NaAlO2H2O熔融固态的铝酸盐有NaAlO2、KAlO2等，在水溶液中尚未找到 AlO2 这样的离子。-第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝

37、单质及其化合物73 性质性质性质性质 ： 水解显碱性水解显碱性Al(OH)4- Al(OH)3OH-在这个溶液中通入CO2气体，可以促使水解的进行而得到Al(OH)3沉淀。促进水解的方法：促进水解的方法：第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物7413.2.3 铝的卤化物铝的卤化物(Halide of Aluminium)三卤化铝是铝的特征卤化物。除AlF3是离子型化合物外，AlCl3、AlBr3和AlI3均为共价型化合物。我们主要介绍AlCl3的结构特点和化学性质。卤化物键型晶体性质AlF3离子键离子晶体 熔点高，易溶于水AlCl3AlBr3AlI3共价键分

38、子晶体熔点低，易挥发，易溶于有机溶剂第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物75 结构结构3s3pCl原子原子3s3pAl原子基态原子基态Al原子是缺电子原子，因此AlCl3是典型的Lewis酸。第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物763s3pCl原子原子3s3pAl原子基态原子基态 结构结构Al原子采取sp3杂化，接受Cl原子的一对孤电子对形成四面体构型。3s3pCl原子原子3s3pAl原子激发态原子激发态第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物77这种氯桥键与 B2H6 乙硼烷的氢桥键

39、结构相似。在气相或非极性溶剂中AlCl3是二聚的。Cl 结构结构第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物78 制备制备干法合成AlCl32Al3Cl2(g) 2AlCl32Al6HCl(g) 2AlCl33H2(g)第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物79 性质性质性质一：水解性性质一：水解性性质二：溶解性性质二：溶解性第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物80性质一：水解性性质一：水解性无水AlCl3在常温下是一种白色固体，遇水发生强烈水解并放热，甚至在潮湿空气中也强烈地冒烟。AlCl33H2O Al(OH)33HCl性质二：溶解性性质二：溶解性AlCl3易溶于有机溶剂中。第第13章章 硼族元素硼族元素 13.2 铝单质及其化合物铝单质及其化合物81第第13章章 硼族元素硼族