《无机化学简明教程》课件-第11章-3 氮族元素

碳族元素

碳、硅、锗、锡、铅

5-1通性

5-2单质

5-3化合物125-1通性

(1)价电子构型：ns2np2

氧化数:+2、+4

同族自上而下，随半径增大，+2稳定性增大，+4稳定性减小，氧化性增大5PbO2+2Mn2++4H+=5Pb2++2MnO4－+2H2O(Ag+)

C、Si与电负性小的元素形成碳化物、硅化物，熔点高、硬度大、高温时强度好、耐化学腐蚀。例如：Al4C3

，CaC2,Mg2Si,FeSi2.3金属有机化合物Organometalliccompoundscontainingmetal-carbonbondsareformedbynearlyallmetals,andarediscussedundertherelevantelements,especiallytransitionmetals.SomeanalogousSiandGecompoundsareknown.2）自然界存在形式C：单质、化合物（coal,oil）Si：SiO2SiO32－

Ge：锗石矿Gu2S·FeS·GeS2、硫银锗矿4Ag2S·GeS2Sn：锡石SnO2

Pb：方铅矿PbS、白铅矿PbCO352）自然界存在形式C：单质、化合物（coal,oil）Si：SiO2

SiO32-

Ge：锗石矿Gu2S·FeS·GeS2、硫银锗矿4Ag2S·GeS2Sn：锡石SnO2

Pb：方铅矿PbS、白铅矿PbCO363)配位数：C为4，其余为6或4SiF62-,SnCl62-,PbCl42-,PbCl62-4)从非金属过渡到金属H2CO3

弱酸H4SiO4

弱酸GeO2·H2O酸性H4SnO4

酸性Pb(OH)2

两性75-2单质5-2-1碳同素异形体金刚石,sp3杂化，正四面体，原子晶体。透明、折光，是单质中熔点最高、硬度最大的。石墨,sp2杂化，六角平面，层状：同层，可导电，层向导电导热；不同层，色散力结合，易滑动，作润滑剂。富勒烯C60，sp2杂化，

60个C构成近似于球形的32面体（12个正五边形，20个正六边形）。剩余轨道在C60的外围和腔内形成大键。5-2单质5-2-1碳同素异形体9

金刚石

石墨

富勒烯C60C原子构型C-C-C键角/(°)杂化轨道形式密度/g·cm-3C-C键长/pm四面体109.5sp33.514154.4

平面三角形120sp22.266141.8近似球面116(平均)sp2.281.678139.1(6/6);145.5(6/5)碳的同素异形体石墨烯的发现石墨烯在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。在随后三年内,安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯在实验中被制备出来。石墨烯的结构石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的碳纳米管(carbonnano-tube,CNT)或者堆垛成三维(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,是目前最理想的二维纳米材料。理想的石墨烯结构是平面六边形点阵，可以看作是一层被剥离的石墨分子，每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电性。二维石墨烯结构可以看是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。14焦炭在冶金工业中用于还原矿物3FeS2+12C+8O2=Fe3O4+12CO+6S(燃烧)2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+10CO↑+P4↑(1373-1713K/电弧炉)2As2S3+9O2=2As2O3+6SO2As2O3+3C=2As+3CO↑SiO2+2C=Si+2CO↑

（电炉）SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2COSnO2+2C=Sn+2CO↑2PbS+3O2=2PbO+2SO2PbO+C=Pb+CO↑155-2-2Si(Ge)Secondmostabundantelementinearth.Foundinclay,granite,quartz,sand.5-2-2-1硅的形态①无定形：深灰色粉末②晶形硅：银灰色，具金属光泽，能导电；导电率不及金属，且随温度升高而增大。＊微电子产业的核心——集成电路，就是以半导体Si和GaAs为基础材料。＊导电性：半导体Si、Ge一般情况下，完整的晶体不导电；但当光照或外加电场时，导电。165-2-2-2应用①半导体单晶硅:我国生产Φ50-200mm,以100mm为主，能力200t/y，产量180t/y；抛光片Φ50-150mm，以100mm为主，200mm有样片，产量0.2亿in2，占世界抛光片硅片产量0.5%。非晶态硅薄膜半导体，主要用于太阳能光电转换和信息技术方面，在开发能源方面是一种很前途的材料。②玻璃,硅酸盐③过渡金属硅化物硅有可能用做一种热电材料17热电子材料，能够将一个热梯度转变成一个电场，反之亦然，因此可用于发电和制冷。纳米结构法已被证明是改进一些材料热电能力的有效方法。然而，现有高性能热电材料的制造并不容易达到大规模热能利用所需的那种规模，而制造具有纳米结构的这种材料更为困难。这时，可以进行大规模处理的硅材料进入科学家的视野，但硅的热电性能较差。1月10日Nature上两篇论文表明，通过将硅的结构做成纳米线阵列，通过仔细控制纳米线的形态和掺杂，可大大提高硅的热电性能。我们也许可以认为，这些发现是向将硅用做一种热电材料的新应用方向迈出的第一步。

185-2-2-3性质①加热与非金属反应Si+2X2=SiX4

（加热）(F2

常温瞬间反应)Si+O2=SiO2

（加热）3Si+2N2=Si3N4(耐高温，有高强度，耐磨，耐热冲击，用作陶瓷引擎)（1573K）Si+C=SiC（2273K）②在含氧酸中被钝化3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO↑

+8H2OCrO3、KMnO4、H2O2等氧化剂19③OH－Si+2NaOH+H2O

=Na2SiO3+2H2↑④与金属Mg+Si=Mg2Si（离子型）Mg2Si+4H+=2Mg2++SiH4

↑过渡金属的硅化物：FeSi2FeSiFe3Si2Mo3SiTi5Si3V5Si3MoSi2WSi2，属于非整比化合物，其组成与元素的化合价无关。具有硬度大、熔点高、耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等特点，主要用作耐火材料，制耐酸合金。

205-2-3Sn和Pb灰锡（α锡）白锡（β锡）脆锡①与O2反应Pb+O2=PbO→Pb2(OH)2CO3

（H2O，CO2）Sn+O2→×②与X2、S反应Sn+2Cl2=SnCl4Pb+Cl2=PbCl2Sn+S=SnSPb+S=PbS③与H2O反应2Pb+O2+2H2O=2Pb(OH)2Sn+H2O→×∆rHm°=∆fHm°(Sngray)-∆fHm°

(Snwhite)=-2.09(kJ·mol-1)∆rSm°=Sm°(Sngray)-Sm°(Snwhite)=44.14-51.55=-7.41(J·mol-1·K-1)∆rGm°=∆rHm°-T∆rSm°＜0T∆rSm°>∆rHm°T°＜∆rHm°/∆rSm°=-2.09×103/（-7.41）=282.0(K)转折温度为282K。即温度低于282K白锡将转化为灰锡。21

白Sn(s)⇌灰Sn(s)∆fHm°(kJ·mol-1)0-2.09Sm°(J·mol-1·K-1)51.5544.1422④与酸反应

Sn+2HCl(浓)=SnCl2+H2

↑

（加热）Sn+H2SO4(浓)=Sn(SO4)2+SO2↑

+H2O（加热）4Sn+10HNO3(极稀，冷)=4Sn(NO3)2+NH4NO3+3H2OSn+HNO3(稀，冷)=Sn(NO3)2+NO↑

+4H2OSn+4HNO3(浓)=H2SnO3↓+4NO2

↑H2SnO3:SnO2·H2O,β-锡酸SnCl4+6H2O=H2[Sn(OH)6]+4HCl

H2[Sn(OH)6]：SnO2·4H2O,α-锡酸（活性大）PbO+2HAc=Pb(Ac)2+H2OPb+O2+HAc=Pb(Ac)2Pb+2HCl=PbCl2↓+H2

↑(中止)Pb+4HCl(浓)=H2[PbCl4](微溶)+H2

↑

（加热）Pb+H2SO4(稀)=PbSO4↓+H2

↑

（反应中止）Pb+3H2SO4(浓)=Pb(HSO4)2+SO2↑+2H2O（加热）Pb+4HNO3(浓)=Pb(NO3)2+NO2↑+H2O3Pb+8HNO3(稀)=3Pb(NO3)2+2NO↑

+4H2O23应用Sn:①制合金：焊锡67%Sn/33%Pb低溶点合金青铜78%Cu/22%Sn日用电器、工具90%Cu/8%Sn/2%Zn牙膏管Al或Sn②制锡、作金属镀层：罐头盒的马口铁（镀锡薄铁）Pb:①铅蓄电池;②化耐蚀设备;③射线防护材料245-3化合物5-3-1CO(1)还原剂FeO+CO=Fe+CO2（加热）PdCl2+CO+H2O=Pd+2HCl+CO2(2)配体CuCl+CO+2H2O=Cu(CO)Cl·2H2OCu(NH3)2Ac+NH3+CO=Cu(NH3)3·CO·AcNi(s)+4CO(g)=Ni(CO)4(l)Ni(CO)4、Fe(CO)5

和Co2(CO)8

剧毒255-3-2H2CO3/碳酸盐(1)溶解性：正盐中NH4+、ⅠA(除Li外)易溶，其余难溶；酸式盐均易溶。反常：SNaHCO3<SNa2CO3

，SKHCO3

<SK2CO3(2)热稳定性MCO3=MO+CO2↑

（加热）MHCO3=M2CO3+CO2

↑

+H2O（加热）H2CO3=CO2

↑

+H2O（加热）热稳定性H2CO3<酸式盐<正盐(18e<ⅡA<ⅠA)。正离子极化作用大，加热易夺取CO32-中的O而使之分解∴热稳定性BeCO3<MgCO3<CaCO3<SrCO3<BaCO3Na2CO3<K2CO3<Rb2CO3<Cs2CO3随半径增大，M极化作用减小，稳定性增

26(3)水解CO32－+H2O=HCO3－+OH－Mn++CO32－得以下三种产物:MCO3

例如:Li+Ca2+Sr2+Ba2+Ag+SMCO3<SM(OH)n氢氧化物碱性较强碱式碳酸盐例如:Ni2+,Cu2+,Zn2+,Pb2+,Mg2+,氢氧化物碱性较弱M(OH)n例如:Al3+,Fe3+,Cr3+

等高价阳离子，易水解27

5-3-3硅的化合物5-3-3-1SiO2硅石无定形：石英玻璃，燧石,硅藻土，硅藻细胞壁（硅质壳）晶体：天然为石英(原子晶体)

纯石英：水晶含有杂质的有色石英：紫水晶、玛瑙、碧玉玛瑙水晶282930Scanningelectronmicroscopyimagesofcellwallsfromdifferentdiatomspecies.Imagesintopandmiddlerowsshowoverviewsofsinglesilicacellwalls,andimagesinbottomrowshowdetailsofdiatomsilicacellwalls.31（1）结构：原子晶体ESi—O=452kJ∙mol-1>EC—O=357.7kJ∙mol-1ESi=O=640.2kJ∙mol-1<EC=O=798.9kJ∙mol-1ESi—Si=222kJ∙mol-1<EC—C=345.6kJ∙mol-1ESi=Si<EC=C

（2）不活泼性SiO2+2Mg=2MgO+Si(高温)(Al、B)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（加热）SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑(熔融)

32（3）应用＊

热膨胀系数小，可用于制造耐高温的仪器＊

能透过紫外线，可制作紫外—可见分光光度计、比色皿＊

光导纤维，代替金属导线、微波＊

制玻璃①普通玻璃SiO2+CaCO3+Na2CO3=Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2（加热）②加入不同氧化物，可得不同颜色的玻璃③将部分用代替的硼硅酸玻璃，硬质玻璃，热膨胀系数小，不因温度改变太快而断裂④以Pb代Ca的铅玻璃335-3-3-2硅酸SiO2+H2O→×SiO2+4H+→H4SiO4↓→H2SiO32H4SiO4−H2O

→H6Si2O7（1）H2SiO3二元弱酸Ka1=10－1010－12（2）硅酸溶胶/凝胶：凝胶的多酸骨架中包含着大量的水，软而透明且有弹性（3）硅胶：多孔性固体，对①水②工业中回收废气③石油业中除去油中硫化物等极性物质有较强的作用吸附作用：硅胶的内表面很大，800-900m2/g，而且其中小孔甚多，是极好的吸附剂催化剂载体345-3-3-3硅酸盐（1）分类：Na2SiO3可溶;其余天然物,均不溶。SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑

(熔融)Solubleglass/waterglass：是多种多硅酸盐的混合（2）用途：①建筑工业、造纸工业“粘合剂”：溶胶强的粘合力②木材、织物用之浸泡后防腐、防火③鸡蛋用之浸泡后，可长期保存④软水剂：CaSiO3MgSiO3，洗涤剂、肥皂的填料⑤制硅胶、分子筛——具有多孔穴结构，起筛选分子作用的物质。5-3-3-4

沸石35天然和人工沸石,有笼状空穴和通道，易可逆地吸收或失去小分子，如H2O、CO2、NH3、CH3OH,EtOH,金属离子等.根据结构、孔径的不同，分不同型号：X型、Y型、A型36

zeoliticimidazolateframeworks，简称ZIFs“沸石咪唑酯骨架结构材料”把传统沸石中的铝和硅元素用锌离子和钴离子等取代，而桥氧则被咪唑酯取代。这是一类具有可调整孔洞大小及化学性质的金属-有机配位子结构（metalorganicframeworks，简称MOFs）。ZIFs的表面积很大，而且在高温下不会分解，在沸水和有机溶剂中浸泡一周也仍然稳定,吸收CO2。

RahulBanerjee,AnhPhan,OmarM.Yaghi.Science，2008,319(5865):939–943375-3-3-5硅的氢化物(1)SinH2n+2

SiH4(g.无色无味)，Si3H8（l.高级硅烷）(2)制备SiO2+4Mg=Mg2Si+2MgO(灼烧)Mg2Si+4H+=SiH4↑+2Mg2+SiCl4+LiAlH4=SiH4

↑

+LiCl

+AlCl3(3)性质①活泼，强还原性SiH4+2O2=SiO2+H2OSiH4+2MnO4-=2MnO2

↓

+SiO32-+H2O+H2②热不稳定性：SiH4=Si+2H2(773K)

③

水解：SiH4+(n+2)H2O=SiO2·nH2O+4H2

(OH-)385-3-4Sn和Pb的化合物5-3-4-1氧化还原性（1）Sn(Ⅳ)稳定，Sn(Ⅱ)强还原性2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2OSnS

+S22－=SnS32－SnS32－

+2H+=SnS2+H2S↑Sn2++4Cl-+2HgCl2=Hg2Cl2↓+[SnCl6]2-Sn2++4Cl-

+Hg2Cl2=2Hg↓+[SnCl6]2-392）Pb(Ⅱ)稳定，Pb(Ⅳ)强氧化性PbO2+6HCl（浓）=H2[PbCl4]+Cl2↑

+2H2O5PbO2+2Mn2++4H+=5Pb2++2MnO4－+2H2O(Ag+催化)Pb2++ClO－+2OH－

=PbO2+Cl－+H2O405-3-4-2盐（1）锡盐的强水解性SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓+HClSnCl4+6H2O=H2Sn(OH)6↓+4HCl412）Pb的盐Pb(Ⅱ)Pb(NO3)2、Pb(Ac)2：易溶.PbCl2：溶于热水.PbCO3：白色→Pb2(OH)2CO3

铅石PbSO4：白色，用作颜料PbSiO3：白色PbS：黑色PbCrO4

黄色→Pb(OH)3－

Pb2++H2O=PbOH++H+PbCl4+2H2O=PbO2↓+4HClPbCl4=PbCl2+Cl2无PbBr4

或PbI4

423）两性氢氧化物Sn(OH)2+2H+=Sn2++2H2OSn(OH)2+2OH－

=SnO22－+2H2OSn(OH)4+4H+=Sn4++4H2OSn(OH)4+2OH－=SnO32－+3H2OPb(OH)2+2H+=Pb2++2H2OPb(OH)2+OH－=Pb(OH)3－4）硫化物43

SnSSnS2PbSColorbrownyellowblackInsolubilityinsolubleinH2O

insolubleinH2O

nordiluteacid

Acidic/BasicbasicacidicbasicHCl（conc.）SnCl42－SnCl62－PbCl42－NaOH/SnO32-+SnS32-/Na2S/SnS32－/Na2S2SnS32－SnS32－/44Al、Ga(mp.=30°C)、InandTlareallsilver-colored,soft,lightmetalswhichhavegoodtractability(易加工).Theyareactiveandusuallybepreparedbyelectrolysis.

6硼族元素硼、铝、镓、铟、铊6-1通性6-2硼及其化合物6-3铝及其化合物456-1通性1)价电子构型：ns2np1

价电子数<价轨道数，缺电子结构，即缺电子原子缺电子化合物：成键电子对数<价电子轨道数特点：接受电子对能力很强，是强的路易斯酸。

2)氧化数：+3、+1

BAlTl+3共价键共价键离子键离子键+1--TlCl+1化合物稳定性增3)配位数B为4,BF4－；其余为6,例：AlF63－

464)存在形式B与Si相似，EB-O=561kJ∙mol-1(ESi-O=452kJ∙mol-1)

硼在地壳中含量为10ppm，是唯一能以富集矿存在的稀有元素。世界上硼矿资源以美国最多，我国的硼矿资源十分稀散。我国是最早使用汾砂的国家，明代《本草纲目》中就有使用硼砂入药制作“冰硼散”的记载。硼以化合物存在于海洋中，为常量元素。Al:铝矾土，aluminosilicateminerals，AlO(OH)Al(OH)3Ga,In,Tl稀少，Ga存在于铝矾土、煤中，In、Tl存在于闪锌矿ZnS中,有工业回收价值的闪锌矿大部分集中在中国。In是铅锌冶炼厂的副产品。铟的全球储量为1.6-1.9万吨，中国储量1.3万吨，约占75%——未来全球原生铟的产量增速将继续依赖中国产量的增长。In的光渗透性和导电性强，应用于ITO(氧化铟锡)靶材、CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池和LED。铟产量持续下降需求暴增。475)周期表中的斜线关系（对角线规则）有三对处于相邻两个族对角线上的元素，其性质相似，称为周期表中的斜线关系。

主要存在于:LiBeBC

NaMgAlSiLi＋—Mg2+、Be2+—Al3+、B(III)—Si(Ⅳ)的离子势（电荷/半径）数值相近，离子极化作用接近，其化合物的化学键性质相近。6-2硼及其化合物

4849506-2-1硼6-2-1-1工业制备用浓碱液浸取硼铁矿NaBO2Na2B4O7

H3BO3B2O3B

Mg2B2O5•H2O+2NaOH=2NaBO2+Mg(OH)24NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O7•10H2O↓+Na2CO3Na2B4O7+5H2O+H2SO4=4H3BO3+Na2SO4

2H3BO3=B2O3+3H2O(加热)B2O3+3Mg=2B+3MgO酸法：Mg2B2O5•H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4

(需耐酸设备)碱法：51将粗粉状B与少量I2加到容器中，此容器装有可通电加热的钽丝，将容器抽空，加热形成的BI3扩散到高温的钽丝被分解。2B+3I2=2BI3(加热)2BI3=2B+3I2↑(1000-1300K，Ta)纯化52536-2-1-2性质1）与硅相似无定形：棕色粉末，活泼;晶形：黑灰色，不活泼，原子晶体,α-菱形硼硬度仅次于金刚石.高电阻，导电率随温度升高而下降.B与Si不同的一点：B能与H2O(g)反应,2B+6H2O(g)=2B(OH)3+3H2

（赤热）

542）高温时与非金属、金属反应2B+3X2=2BX3（加热）(F2常温可反应)4B+3O2=2B2O3

（加热）△fG°m=-1184kJ∙mol-12B+3S=B2S3（加热）△fG°m=-1237kJ∙mol-12B+N2=2BN（T>1473K）4B+C=B4C（高温）＊碳化硼，共价型化合物。同SiC（金刚砂）一样，硬度大、熔点高、具化学惰性，用作优良的磨料和制切削工具，B4C还用于制原子反应堆中的控制棒。55特点：B与O的亲合力大，B可用作还原剂，还原氧化物3SiO2+4B(可替代C、Zn、Mg)=2B2O3+3Si3P2O5+10B=5B2O3+6P3CO2+4B=2B2O3+3CMO+B=B2O3+MM=Cu、Fe、Co、Sn、Pb、Sb、Bi几乎与所有金属生成金属型化合物，M4B、M2B、MB、M3B4、MB2、MB6，其硬度高、耐高温、抗化学腐蚀,mp.比相应金属高100KZrB2导电性=10ZrTiB2导电性=10Ti563)与热浓H2SO4、热浓HNO3反应2B+3H2SO4(浓)=2H3BO3+3SO2

↑

（加热）B+3HNO3(浓)=H3BO3+3NO2↑

（加热）

4)有氧化剂存在时，与强碱共熔2B+2NaOH(s)+3KNO3(s)=2NaBO2+3KNO2+H2O576-2-2硼的化合物无机硼：H3BO3,Na2B4O7•10H2O,KBH4,NaBH4等40余种产品有机硼：硼烷（BnHn+4、BnHn+6）20多种；硼酸酯（硼酸+多元醇）

586-2-2-1H3BO3

（1）制备：BB2O3H3BO3(s)（2）结构

B：2s22p1，sp2等性杂化，与三个O形成三个σ键，分子间氢键；硼酸晶体的片层结构层与层之间以微弱的分子力相连59①冷水中溶解度小，热水中增大（部分氢键断开）②极弱的一元酸，Ka=10－10,不是自身电离出H＋，而是结合中的OH－，而剩余H+

H3BO3+H2O=B(OH)4-+H+H3BO3+3CH3OH=B(OCH3)3+3H2O（浓H2SO4）与多元醇酯化，可增加酸性③有极微弱的碱性B(OH)3+H3PO4=BPO4+3H2O（沸腾）④受热分解、脱水H3BO3

→HBO2→H2B4O7→B2O33）性质604)用途硼玻璃耐高温，硬质玻璃；Li、Be、B氧化物制成的玻璃，可用作射线的窗口；熔融态可溶解MO,有色硼玻璃CoO+B2O3=Co(BO2)2

蓝色NiO+B2O3=Ni(BO2)2

绿色Cr2O3+3B2O3=2Cr(BO2)3

绿色

616-2-2-2硼砂Na2B4O7•10H2O(无色透明晶体)=Na2B4O5(OH)4•8H2O（1）结构：[B4O5(OH)4]2-B:sp3杂化,sp2杂化4H3BO3+2NaOH=Na2B4O7+7H2O(pH<9.6)H3BO3+NaOH=NaBO2+H2O(pH=11-12)622）性质①冷水中难溶，T↑，s↑。可结晶提纯②水解，呈碱性B4O72－+3H2O=2BO2－+H3BO3BO2－+2H2O=OH－+H3BO3③Na2B4O7

玻璃态（无色透明），可溶解MONa2B4O7+CoONaBO2•Co(BO2)2

蓝色（1150K）Na2B4O7+Cr2O3NaBO2•Cr(BO2)3

翠绿色（加热）633）用途①陶瓷、搪瓷、玻璃工业的重要原料②洗涤剂填料（水解呈碱性）③配制缓冲溶液，作基准物④H3BO3、Na2B4O7•10H2O常用在消毒剂、防腐剂的配方中作主药成分的缓冲液，或作片剂中的润滑剂（H3BO3层状结构），以辅助主药发挥良好的药效。例：在氯霉素滴眼药配方中加入H3BO3。硼砂可起到调节渗透压以减轻药液对眼粘膜的刺激作用；在冰硼散、吹喉散等口腔药粉剂中加入硼砂可起到消毒、防溃、辅助其它药物中和酸碱的作用。

646-2-2-3BX3（1）性质：强的Lewis酸，有强烈接受电子对的倾向。与SiX4一样强烈水解，但机理不同：BX3缺电子；SiX4有空的轨道。2BF3+3H2O=H3BO3+BF4－+2F-+3H+2SiF4+4H2O=H4SiO4+SiF62－+2F-+4H+BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl(BBr3和BI3有类似反应)＊氟硼酸，强酸，仅以离子状态存在于水溶液

Sn、Pb、Cu、Cd、Fe、Co、Ni等金属的硼酸盐用于电镀（电解池），具速度快、镀层质量好、省电的优点。＊BX3

有机合成中常用作催化剂

65（2）制备2B+3X2=2BX3（加热）B2O3+6HF=2BF3+3H2O666-2-2-4NaBH4（1）性质白色离子型化合物，能溶于H2O、EtOH，无毒;具有选择性的极强的还原剂,例NaBH4只还原醛、酮、酰氯类成醇（2）制备4NaH+BF3=NaBH4+3NaF4NaH+B(OCH3)3=NaBH4+3CH3ONa2LiH+B2H6=2LiBH4(燃烧热高，可做火箭原料)676-2-2-5B2H6乙硼烷结构Bsp3杂化，与端基H形成正常σ键,两个B与一个H，形成三中心两电子键（桥键）B2H6空间构型WilliamNunnLipscomb利普斯科姆（1919～2011）”In1976“对硼烷结构的研究，解释了化学成键问题68（2）性质：易溶于Et2O；易燃、易水解；剧毒气体；T低于373K稳定B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)

+3H2O(l)△rH°m=-2149kJ∙mol-1（3）制备①质子置换法:2MnB+6H+=B2H6

↑

+2Mn3+②氢化法:2BCl3+6H2=B2H6+6HCl③H－置换法3LiAlH4+4BF3=2B2H6

↑

+3LiF+3AlF3（乙醚）3NaBH4+4BF3=2B2H6

↑

+3NaBF4

（乙醚）（4）用途——制纯硼和硼化物的原料，P型半导体的掺杂剂（BF3）6-2-3生物功能植物必需，以H3BO3、B(OH)4－形式吸收,土壤中可溶性B含量小于0.5ppm，缺硼696-3铝及其化合物6-3-1铝银白色，轻金属（2.7g/cm3），具延展、韧性、导电性；铝合金，轻、美观铝表面有一层致密的薄膜，使铝稳定，不与H2O反应；不与HNO3、浓H2SO4作用，故可用铝桶盛之

706-3-1-1化学性质①活泼金属,强还原剂2Al+3X2=2AlX3(s)2Al+3/2O2(g)=Al2O3(s)铝毛，离子型△fH°m=-1668kJ∙mol-12Al+3S(l)=Al2S3(s)2Al+N2=2AlN(高温)AlN+3H2O=Al(OH)3+NH34Al+3C=Al4C3(高温)Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4↑71②亲氧元素——铝热还原法提炼金属(冶金上常用的还原剂为焦炭和铝)3SiO2+4Al=2Al2O3+3Si（加热）Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr（加热）Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe（加热）3MnO2+4Al=2Al2O3+3Mn(Ni、V)（加热）

＊3273K,使Fe熔化，3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe，用来焊接损坏的铁轨＊炼钢的脱氧剂：在钢水中投入Al72③两性金属2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+6H2SO4=Al2(SO4)3+3SO2

↑

+6H2O＊高纯度铝99.95%不与一般的酸作用，只溶于王水

736-3-1-3铝的制备1886年，22岁美国青年化学家霍尔（Hall.C.M）找到了从Al2O3制Al的方法；1885年，法国青年冶金家厄鲁尔（Heroult,P）大学毕业后，实验获得了成功。Ha