青海大学无机化学第二章p区元素(一)

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1、第二章:p区元素(一)§2.1　p区元素概述1.各族元素性质由上到下的变化规律出现突变2.多种氧化态(因为价电子构型为ns2np1-5)3.电负性大，形成共价化合物突变：1第一排元素反常性：(只有2s,2p轨道)形成配合物时，配位数最多不超过4第一排元素单键键能小于第二排元素单键键能E(N-N)=159kJ×mol-1E(O-O)=142kJ×mol-1E(F-F)=158kJ×mol-1E(P-P)=209kJ×mol-1E(S-S)=264kJ×mol-1E(Cl-Cl)=244kJ×mol-12中间排元素异样性(d

2、区插入)例如：溴酸、高溴酸氧化性均比其它卤酸、高卤酸强。   3    最后三个元素性质缓慢地递变(镧系收缩)。多种氧化态：   因为价电子构型为：ns2np1-5，p区元素有多个价电子，所以可以形成多种氧化态。     例如：氯有+1，+3，+5，+7，-1，0等氧化态对于同族元素而言从上到下，随着原子序数的增加低氧化态化合物比高氧化态化合物稳定，这种现象称为惰性电子对效应。      例：Sn(II)Pb(IV)§2.2　硼族元素2.2.1硼族元素概述硼族(ⅢA)包括：硼（B）,铝（Al）

3、,镓（Ga）,铟（In）,铊（Tl）价电子构型为：ns2np1   硼族元素的价电子数（3个电子）<价层轨道数（1个s轨道个+3个p轨道），所以硼族元素是缺电子元素。所以硼族元素易形成缺电子化合物。例如：BF3缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数缺电子化合物是典型的Lewis酸，a.易形成配位化合物，例如：HF+BF3®HBF4  b.易形成双聚物，例如：Al2Cl62.2.2硼族元素的单质单质硼有多种同素异形体,无定形硼为棕色粉末，晶体硼呈灰黑色．单质硼的硬度近似于金刚石，硼的电阻很大，但它的电导率却随着温度的升高而

4、增大。晶态单质硼有多种变体，它们都以B12正二十面体为基本的结构单元。该二十面体由12个B原子组成，20个接近等边三角形的棱面相交成30条棱边和12个角顶，每个角顶为一个B原子所占据。由于B12二十面体的连接方式不同，键也不同，形成的硼晶体类型也不同。 α一菱形硼是由B12单元组成的层状结构，该晶体属于原子晶体，因此晶态单质硼的硬度大，熔点高，化学性质不活泼；无定形硼则比较活泼。 铝是银白色有光泽的轻金属，具有良好的导电性和延展性；是很重要的金属材料和结构材料，常用以制作导线、和日用器皿。 镓、铟、铊都是软金属，物理性质

5、相近，熔点都较低，镓的熔点比人体体温还低。镓、铟、铊可用于生产新型半导体材料。性质：无定形硼比较活泼，室温下与F2反应，与Cl2，Br2，O2，S等反应需加热，高温下与C，N2反应生成碳化物和氮化物，以下几个反应较重要：2B+6H2OD2B(OH)3+3H2B+3HNO3====H3BO3+3NO22B+2OH-+2H2O=====2BO2-+3H2粗硼含金属氧化物、硼化物及未反应完的B2O3↓用HCl,NaOH,HF(l)处理纯硼(95%~98%)↓I2BI3↓钽丝（1000~1300K）2BI3─2B+3I2（>99

6、.95%)电解B2O3在KBF4中的融体可得晶态硼.用途：无定形硼可用于生产硼钢.硼钢主要用于制造喷气发动机和核反应堆的控制棒.前一种用途基于其优良的抗冲击性，后一种用途基于硼吸收中子的能力。铝的单质：铝是相当活泼的金属，在适当条件下可O2、卤素、S、N2、P、C等以及与水、酸和碱反应.铝与氧的亲和力很高：2Al(s)+(3/2)O2(g)=Al2O3(s),=-1676kJ•mol-1这一性质被用于冶金工业，如钢水中除氧、作还原剂制备金属.金属用途铝是丰度最大的金属，具有延展性强，导电性能优良，密度轻，应用最广泛的金属

7、，铝用于制日常用品，金属铝用于制电缆、电线。镓、铟多用于电子工业，如作半导体材料。2.2.3硼的化合物下面列举了一些重要硼的化合物颜色和状态密度（g/cm-3)熔点（℃）受热时的变化溶解度（g/100gH2O)四硼酸钠（硼砂）NaB4O7×10H2O坚硬白色晶体1.73（无水为2.4）加热后首先熔化，然后膨胀失去结晶水。最后变为玻璃状物质。NaB4O7×H2O在200℃时仍稳定，400℃以上才完全脱水。2.01（20℃）水溶液呈碱性，也能溶于甘油，却不溶于酒精。硼酸H3BO3六角形晶体，发珠光的白色鳞状物1.46171.

8、0107℃时失去水，变为偏硼酸HBO2，在140℃~160℃时变为焦硼酸H2B4O7（四硼酸），红热时变为B2O34.74（20℃）23.3（90℃）溶于水后，有正、偏和焦型的离子，也能溶于甘油，酒精及醚中三氧化二硼B2O3无色透明玻璃状物2.55450.01.1（0℃）15.7（100℃）极易吸水，吸湿后变为混浊状