第16章硼族元素-无机化学.ppt

1、在第16章中，硼族、16-1硼族、16-2硼族单质及其化合物、16-3惰性电子对效应和元素周期表中的对角关系，IIIA硼铝镓铟铊、ns2np1、硼为非金属，铝镓铟铊为金属。常见氧化态：b，Al，Ga 3 In 1，3 Tl 1最大配位数：b: 4hbf4其他：6 Na3AlF6，硼基的最大特点是缺电子元素，能形成缺电子化合物。16-1硼族共性、硼b、硼砂Na2B4O7 10H2O、硼镁矿Mg2B 2O 5H2O等。铝铝和铝矾土Al2O3在地壳中的质量分数为1.0-103%，在地壳中的质量分数为8.2%，镓镓镓与锌、铁、铝、铬等矿物共存，在地壳中的质量分数为1.8-103%，铟与闪锌矿和方铅矿共

2、存，地壳中的质量分数为4.9-106%，铊铊与闪锌矿共存，地壳中的质量分数为6-105%。硼基以缺电子为特征，这表明：(1)它可以形成多中心缺电子键，如B2H6中的3c-2e。(2)缺电子化合物是典型的路易斯酸。答：很容易形成配位化合物，如氟化氢BF3HBF4 b。很容易形成二聚体，如Al2Cl6有配位键。16 2硼基及其化合物、16 2 1硼和1硼同素异形体。晶体硼的基本结构单元是二十面体，12个硼原子占据多面体的顶点。这个基本结构单元叫做B12。在B12单位中，由前面三个硼原子形成的三角形位于与后面三个硼原子形成的三角形平面平行的平面上。中间层的六个硼原子不在同一平面上。B12单元在空间中

3、以不同的方式排列，因此形成不同晶体形式的晶体硼。上图显示了B12单元最常见的空间排列，菱形硼。硼的化学性质，硼在常温下能与F2结合，硼在空气中燃烧并放出大量热量，无定形硼能与水蒸气反应生成硼酸，硼在高温下能与非金属元素如N2、硫、X2反应，硼在高温下能与非氧化性酸反应， 但可与热浓硫酸和热浓硝酸反应：2 B 3 H2SO4(浓)2H3BO 3 SO2，但在氧化剂存在下，硼可与熔融强碱反应：而硼可耐沸腾的氢氧化钠溶液50。 3、硼单质的制备，(1)硼和镁矿石的工业分解制备单质硼；主要包括以下五个步骤：4 nabo 2 co 210 H2O na2b 4o 7 10 H2O Na2CO 3(2)，

4、na2b4o7 H2SO4 5h2o 4h3bo3 Na2SO4 (3)，2h3bo3b2o3 3h2o (4)，B2O3 3mg3mgo2b (5)，mg2b2o5h2o 2h2so4 2h3bo3 2mgso4。(2)工业上还有一种用酸法生产硼的方法，即硼酸：16 2 2铝，它是一种银白色金属，熔点为660，是一种重要的结构材料和良好的导电材料。铝与盐酸和氢氧化钠的反应可以释放氢。(3)铝最重要的性质是两性的。镓和铟是银白色金属，铊是银灰色。镓、铟、铊和镓的熔点是29.78，可以用手熔化。然而，镓的沸点为2434 k，液相中镓的温度跨度最大。Ga可以制成温度计来测量高温。物理性质镓的化学性

5、质与铝相似，但不如铝活泼。只有镓能与苛性碱溶液反应释放氢。镓、铟和铊可以溶解在稀盐酸中，但只有加热时反应速度才会更快。镓、铟和铊与氯和溴的结合可以在常温下进行，并且它们可以在高温下直接与非金属元素如O2、S、P和As结合。2，化学性质，16 2 4硼的重要化合物，1，硼氢化物(硼烷)，硼氢化物的物理性质类似于烷烃，所以它被称为硼烷。，2。性质：(1)乙硼烷是一种高度可还原的物质，在空气中会自燃；(2)乙硼烷也可以被氯氧化；(2)B2H 6(g)6cl 2(g)2BCL 3(l)6Cl(g)；(3)乙硼烷易水解；(4) B2H6与NH3反应。它是一个含有苯的等电子体，具有平面六角结构，如图所示。

6、制备，(2)加氢，2bcl3 6h2b2h6hcl，4bcl3 3lialh4 2b2h6 3licl3 AlCl3，(3)在乙醚介质中用氢化铝锂还原三氯化硼可得到高纯度的乙硼烷。(1)质子置换法2bmn6b2h6mn3，硼烷中有五种键类型，而十硼烷-14(B10H14)的键关系图是五种键类型，BH，10，硼氢化物中五种常见键类型，BB，2，硼氢化物中五种常见键类型，B，B，H，氢桥键等。2，开放的硼桥，硼-氢化合物中的5种常见键类型和4种常见键类型，以及硼-氢化合物中的5种常见键类型。其次，硼的含氧化合物具有很大的键能，因此自然界中没有游离元素硼，也没有不含氧的化合硼。硼被称为喜氧元素，含氧

7、化合物的形成是硼最显著的特征之一。B2O3结构，气态B2O3分子的构型为V形，B采用sp杂化，晶体B2O3是由扭曲四面体BO4组成的六方晶格，非晶态B2O3是三角形BO3单元，B2O3、H3BO3和B2O3是最难结晶的物质之一。硼酸在红热条件下脱水只能得到玻璃态的B2O3，B2O3晶体只能在较低温度下通过极慢的脱水得到。当B2O3和金属氧化物共熔时，生成具有特征颜色的偏硼酸盐珠，可用于识别金属氧化物，称为硼珠测试。蓝色，黄色，B: SP2杂交，并且有一个不参与杂交的空的P轨道；硼酸具有层状结构，层与层之间通过分子间力连接。因此，硼酸晶体是可分解的，可用作润滑剂。硼酸的酸性机理不同于一般弱酸，因

8、为它具有缺电子结构。Ka 5.8 1010，硼酸很弱，Ka5.81010，加入多羟基化合物可以增加酸度。因为添加的物质可以与硼(氢)4结合形成一种非常稳定的物质，如向硼酸中添加甘油，氢会增加。该反应类似于酸碱中和反应。H3BO3遇到一些强酸时会呈碱性，如：3硼砂和其他硼酸盐，而硼砂晶体在空气中容易失水和风化。当加热到约400时，8结晶水和2羟基水将会损失，并形成化学式为Na2B4O7的无水盐。硼砂属于弱酸强碱盐，其水解反应如下：用等量的物质形成弱酸和弱酸盐，形成缓冲溶液。0.01 moldm3硼砂溶液的酸碱度=9.24。硼砂珠实验可用于去除氧化物、定性分析、玻璃陶瓷上光、制造人造宝石等。偏硼酸

9、钠与过氧化氢反应可以生成过硼酸钠。该反应的实质是用过氧化氢链OO取代偏硼酸盐中与硼相连的一个氧原子，并在洗衣粉中使用大量过硼酸钠作为增白剂。NaBO2H2O 2NaBO3H2O2博纳3H2O，硼的卤化物和1625铝的重要化合物，-al2o 3具有活泼的化学性质，可溶于酸和碱。具有很强的吸附能力和催化能力。-Al2O3刚玉、氧化铝、三卤化铝和A族是二聚的，除了A族元素的卤化硼和氟化物，例如：(GaCl3)2，(InCl3)2，(AlBr3)2，(AlI3)2，(GaBr3)2等。三氯化铝中的铝是sp3杂化的，三氯化铝在水中强烈水解，因此无水三氯化铝可以用干氯作氧化剂在高温下制备；三氯化铝易溶于有机溶剂，如乙醚，因为它是一种共价化合物。16-3惰性电子对效应和对角关系，1。惰性电子对效应，同源元素，从上到下，对应于族数的最高氧化态，变得