1、1硼族(A)：B，Al，Ga，In，Tl價(jià)電子構(gòu)型：ns2np1缺電子元素：價(jià)電子數(shù)價(jià)層軌道數(shù)缺電子化合物：成鍵電子對(duì)數(shù)價(jià)層軌道數(shù)例如：BF3，H3BO3。 注意： HBF4不是缺電子化合物。硼族元素概述2缺電子化合物特點(diǎn)：b. 易形成雙聚物Al2Cl6HF BF3a. 易形成配位化合物HBF43硼族元素的一般性質(zhì)B為非金屬單質(zhì)，Al，Ga，In，Tl是金屬氧化態(tài)：B，Al，Ga：（+3） In：（+1，+3） Tl：（+1）最大配位數(shù)： B：4 例：HBF4其它：6 例：Na3AlF64鎵、銦、鉈都是軟金屬 熔點(diǎn)都較低（鎵的熔點(diǎn)為29.78）銦鎵鉈513 1 硼單質(zhì)及其化合物 13 1 1

2、硼單質(zhì)1、 硼的同素異形體無定形硼晶形硼棕色粉末黑灰色化學(xué)活性高硬度大熔點(diǎn)，沸點(diǎn)都很高-菱形硼(B12)結(jié)構(gòu):正二十面體 63 硼單質(zhì)的制備工業(yè)上采用堿法分解硼鎂礦制備硼單質(zhì)713 1 2 硼的氫化物 硼烷分類：BnHn+4和 BnHn+6 例： B2H6 B4H10 乙硼烷 丁硼烷 有CH4，但無BH3 最簡(jiǎn)單的硼烷：B2H6 其結(jié)構(gòu)并非如右圖所示：81、乙硼烷的制備與性質(zhì)1）硼烷的制備92）硼烷的性質(zhì) 自燃高能燃料，劇毒 水解含硼化合物燃燒火焰呈現(xiàn)綠色10 加合反應(yīng) 被氯氯化11硼的氮化物 BN與C2是等電子體，結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似： BN有三種晶型：無定形 (類似于無定型碳)六方晶型 (類

3、似于石墨) 作潤(rùn)滑劑立方晶型(類似于金剛石) 作磨料、坩堝材料B2H6與NH3在873K反應(yīng)，可生成BN12 最簡(jiǎn)單的硼烷是 B2H6 2 BH3(g) B2H6(g) rH 148 kJmol1sp32、 硼烷的結(jié)構(gòu) B：利用sp3雜化軌道，與氫形成三中心兩電子鍵。（氫橋）13記作： 要點(diǎn)：B的雜化方式，三中心兩電子鍵、氫橋。14B4H10分子結(jié)構(gòu)15硼烷中有五種鍵型 硼氫鍵 BH 硼硼鍵 BB 氫橋鍵BBH閉合的3中心2電子硼橋鍵BBB開放的3中心2電子硼橋鍵BB B16癸硼烷-14(B10H14)的鍵聯(lián)關(guān)系示意圖1713 1 3 硼的含氧化合物1 B2O3 和 H3BO3 B2O3 是最

4、難結(jié)晶的物質(zhì)之一。在紅熱條件下硼酸脫水只能得到玻璃態(tài)的 B2O3，只有在較低的溫度下、極其緩慢地脫水才能得到 B2O3 晶體。 若水量不充足，如遇到熱的水蒸氣或潮氣時(shí) B2O3 H2O ( g ) 2 HBO2 ( g ) B2O3易溶于水生成硼酸，粉末狀的B2O3可用作吸水劑 B2O3 3 H2O 2 H3BO3 (aq)18B：SP2雜化；存在分子間氫鍵 硼酸具有片層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間以分子間力聯(lián)系在一起。因此硼酸晶體有解理性，可作為潤(rùn)滑劑。 19H3BO3是Lewis酸，是一元酸。OHOHOHB 2OOHBOHOHOH H20 硼酸酸性很弱，Ka5.811010，加入多羥基化合物可增加酸

5、性。這是因?yàn)榧尤氲奈镔|(zhì)可以與B(OH)4結(jié)合成很穩(wěn)定的物質(zhì)，如：OHOCHCH2CH2OBOHOCHCH2CH2O21H3BO3 3 CH3OH B(OCH3)3 3 H2OH2SO4燃燒綠色火焰可鑒別硼酸及鹽222 硼砂及其它硼酸鹽: Na2B4O5(OH)48H2OB4O5(OH)42B: sp2 雜化 sp3 雜化23 硼砂晶體在空氣中易失去水而風(fēng)化。受熱到400 C左右，將失去 8 個(gè)結(jié)晶水和 2 個(gè)羥基水，形成化學(xué)式為 Na2B4O7 的無水鹽。 24 硼砂本身為緩沖溶液，在洗衣粉中作填料。Na2B4O7 7 H2O 4 H3BO3 2 NaOH H3BO3 OH B(OH)4pH

6、9.2425 硼砂珠實(shí)驗(yàn): 用鉑絲圈蘸取少許硼砂，灼燒熔融，使生成無色玻璃狀小珠，再蘸取少量被測(cè)試樣的粉末或溶液，繼續(xù)灼燒，小珠即呈現(xiàn)不同的顏色，借此可以檢驗(yàn)?zāi)承┙饘僭氐拇嬖凇?26 硼砂珠實(shí)驗(yàn)可用于除氧化物，定性分析，玻璃、陶瓷上釉、制造人造寶石等。 偏硼酸鈉與過氧化氫作用，可以生成過硼酸鈉，大量的過硼酸鈉被用于洗衣粉中作增白劑。 NaBO2 H2O2 NaBO3H2O Na2B4O7 B2O3 2 NaBO2 ) CuO B2O3 Cu (BO2)2(藍(lán)色) Na2B4O7 CuO 2 NaBO2Cu(BO2)2Cr2O3 為綠色 , Fe2O3 為黃色.27 化學(xué)鍵 三角形和四面體的輪

7、廓線 硼酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，但都是由最基本的結(jié)構(gòu)單元三角形的BO3和四面體的BO4聯(lián)結(jié)而成的。 (a) (b)2813 1 4 硼的鹵化物 BX3的中心硼原子的軌道采用sp2雜化，構(gòu)型為三角形，為缺電子結(jié)構(gòu)。 XBX X29 將 BF3 通入水中: BF3 3 H2O B(OH)3 3 HF 進(jìn)一步反應(yīng): BF3 HF H BF4 BX3水中發(fā)生強(qiáng)烈水解：BCl33 H2O B(OH)33 HCl BX3 是典型的強(qiáng)的路易斯酸，如：BF3(g) NH3 H3NBF33013 2 鋁單質(zhì)及其化合物 13 2 1 鋁單質(zhì) 1、鋁的提取和冶煉鋁礬土Al2O3 NaOHNaAl(OH)4溶液

8、通入CO2 Al(OH)3沉淀 分離、焙燒 較純凈的Al2O3 電解 熔融Na3AlF6鋁31 2 鋁單質(zhì)的性質(zhì) 鋁最重要的性質(zhì)是兩性。 鋁可以從其它金屬氧化物中置換出金屬 2 Al Fe2O3 2 Fe Al2O3 (鋁熱反應(yīng)) 鋁不能同 H2 直接化合， (AlH3)n 要在乙醚中制備3n LiH n AlCl3 (AlH3)n 3n LiCl (AlH3)n是白色的聚合物，當(dāng)反應(yīng)混合物中LiH過量時(shí)，將有Li(AlH4)生成。 在高溫下，鋁容易同 P、S、Si 等非金屬反應(yīng) 2 Al3 S Al2S332氧化鋁：Al2O3 - Al2O3：六方緊密堆積晶體 ，剛玉, 硬度大，不溶于水、酸

9、、堿。 - Al2O3：立方緊密堆積晶體, 活性氧化鋁，可溶于酸、堿，可作為催化劑載體。13 2 2 鋁的含氧化合物 33紅寶石(Cr3+) 藍(lán)寶石(Fe3+,Cr3+) 黃玉/黃晶(Fe3+) 有些氧化鋁晶體透明，因含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)鮮明顏色。34鋁的含氧化合物最重要的性質(zhì)是兩性： Al(OH)3 3 HCl AlCl3 3 H2OAl(OH)3 NaOH NaAl(OH)435離子晶體 分子晶體分子晶體：熔點(diǎn)低，易揮發(fā)，易溶于有機(jī) 溶劑，易形成雙聚物。水解激烈：AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3離子鍵 共價(jià)鍵13 2 3 鋁的三鹵化物36 A族除 B 的鹵化物及A族元素的氟化物以外，均

10、為二聚形式，如：(GaCl3)2，(InCl3)2，(AlBr3)2，(AlI3)2， (GaBr3)2等。 AlCl3 中Al為 sp3 雜化37用干法合成AlCl3： 潮濕空氣中的AlCl3，遇NH3生成NH4Cl。白煙為NH4Cl38Al3+的鑒定：在氨堿性條件下，加入茜素O3H)()OHAl(C234714+紅色茜素3NH(s)Al(OH)OH3NHAl43233+(OH)OHC3Al(OH)226143+3913 2 4 鈹和鋁的相似性 鈹和鋁都是兩性金屬，Be(OH)2和Al(OH)3都是兩性氫氧化物： Be 2 NaOH 2 H2O Na2Be(OH)4 H2 2 Al 2 Na

11、OH 6 H2O 2 NaAl(OH)4 3 H2Be(OH)2 2 NaOH Na2Be(OH)4 Al(OH)3 NaOH NaAl(OH)4 40 BeCl24H2O 和 AlCl36H2O 受熱脫水時(shí)發(fā)生水解： BeCl24H2O Be(OH)Cl 3 H2O HCl AlCl36H2O Al(OH)2Cl 4 H2O 2 HCl無水BeCl2 和 AlCl3都是共價(jià)化合物，熔沸點(diǎn)低，易升華。氣態(tài)時(shí)都是橋連的二聚體。4113 3 鎵、銦、鉈 鎵的化學(xué)性質(zhì)和鋁很相似，但沒有鋁活潑。只有鎵能與苛性堿溶液反應(yīng)放出氫氣。 鎵、銦和鉈三種金屬都能溶于稀鹽酸，但只有加熱時(shí)反應(yīng)速率才比較快。 鎵、銦

12、和鉈三種金屬與氯氣及溴的化合，在常溫下就可以進(jìn)行，在高溫下，它們都可以與 O2、S、P、As 等非金屬單質(zhì)直接化合。42 鎵、銦、鉈正三價(jià)化合物越來越不穩(wěn)定，正一價(jià)化合物越來越穩(wěn)定： 2 Ga 3 H2SO4 = Ga2(SO4)3 3 H2 2 In 3 H2SO4 = In 2(SO4)3 3 H2 2 Tl H2SO4 = Tl2SO4 H2 Ga 6 HNO3 = Ga (NO3)3 3 NO2 3 H2O 2 Tl 2 HNO3 = TlNO3 NO2 H2O 43 Tl(III) 是很強(qiáng)的氧化劑，例如： Tl2 ( SO4)3 4 FeSO4 = Tl2SO4 2 Fe2(SO4)

13、3Tl (NO3)3 SO2 2 H2O = TlNO3 H2SO4 2 HNO3 2 Tl 3 3 S2 = Tl2S (藍(lán)黑色) 2 S44其原因主要是6s2電子對(duì)的惰性顯著 A A A B C N Al Si P Ga Ge As In Sn Sb Tl Pb Bi 惰性電子對(duì)效應(yīng)1 2 3ns2 ns2 ns2同族元素，從上到下，與族數(shù)差 2 的氧化態(tài)，愈來愈穩(wěn)定ns2np1 ns2np2 ns2np3 3 4 5同族元素，從上到下,與族數(shù)對(duì)應(yīng)的最高氧化態(tài)，越來越不穩(wěn)定45所謂惰性電子對(duì)效應(yīng)，就是指當(dāng)原子的原子序數(shù)增大時(shí)，電子層數(shù)增多時(shí)，處于ns2上的兩個(gè)電子的反應(yīng)活性減弱，不容易成鍵