区元素一之硼族元素

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1、碳族元素硼族元素p区元素概述Chapter13p-BlockElements(一)p区元素概述①第二周期元素具有反常性(只有2s,2p轨道)形成配合物时，配位数最多不超过4；第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能(kJ/mol-1)E(N-N)=159E(O-O)=142E(F-F)=141E(P-P)=209E(S-S)=264E(Cl-Cl)=199p区元素性质的特征各族元素性质由上到下呈现二次周期性②第四周期元素表现出异样性(d区插入)例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其它卤酸(HClO3，HIO3)、

2、高卤酸(HClO4，H5IO6)强。③最后三个元素性质缓慢地递变K+Ca2+Ga3+Ge4+As5+r/pm13399625347Rb+Sr2+In3+Sn4+Sb5+r/pm148113817162Cs+Ba2+Tl3+Pb4+Bi5+r/pm169135958474(d区、f区插入)价电子构型：ns2np1-5例如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。惰性电子对效应：同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。多种氧化值例如：Si(II)

3、2，[Ne]Pb(II)>Pb(IV)价电子结构分别为[Xe]6s2，[Xe]电负性大，形成共价化合物硼族元素BoronGroupElementsGa，In，TlAluminumandCompoundBoronandCompoundGeneralIndroduction硼族元素概述硼族(ⅢA)：B(boron)，Al(aluminum)，Ga(gallium)，In(indium)，Tl(thallium)价电子构型：ns2np1缺电子元素：价电子数<价层轨道数缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数例如：BF3

4、，H3BO3。注意：HBF4不是缺电子化合物。硼族元素的单质Occurrence:B:硼镁矿Mg2B2O5·H2O，硼砂(四硼酸钠)Na2B4O7·10H2O，方硼矿2Mg3B8O15·MgCl2，硼酸H3BO3，氧化硼B2O3。Al:铝土矿Al2O3.SiO2，明矾KAl(SO4)2.12H2O。铝矾土Al2O3,刚玉α-Al2O3,冰晶石Na3AlF6。尖晶石，石榴石，粘土。Ga,In,Tl:硫化物存在地壳中。B:非金属，Al、Ga、In、Tl:金属。BAlGaInTl价电子结构2s22p13s23p14s

5、24p15s25p16s26p1主要氧化态+3+3+3(+1)+3,+1+1(+3)共价半径/pm82118126144148电负性2.041.611.811.781.8Generalproperties硼族元素的一般性质B为非金属单质，Al，Ga，In，Tl是金属氧化态：B，Al，Ga：（+3）In：（+1，+3）Tl：（+1）(惰性电子对效应)最大配位数：B：4例：HBF4其它：6例：Na3AlF6缺电子化合物特点：b.易形成双聚物Al2Cl6HFBF3a.易形成配位化合物HBF4BoronandCompo

6、undBoron硼有多种同素异形体，可以以无定形和晶形硼形式存在，化学活性明显地取决于纯度、结晶度、细分状态和反映温度。无定形硼晶形硼棕色粉末黑灰色化学活性高硬度大熔点，沸点都很高在物理性质方面，单质硼的硬度大，熔点、沸点都很高。α-菱形硼（B12）：最简单的同素异形体，属原子晶体。ExtractionandPreparation１、高温下用金属还原：95~98%纯度,Moissan硼B2O3+3Mg==2B+3MgO不能用碳，2B2O3+7C=B4C+6CO(加热)２、电解还原熔融的硼酸盐或四氟硼酸盐：95%

7、粉末状的硼３、用氢还原挥发性的硼化合物：99%晶态硼2BBr3+3H2==2B+6HBr４、热分解硼烷或卤化硼：硼烷－无定型硼；卤化硼－晶态硼硼的性质单质的性质与以下因素有关：原子体积小电离能高与碳、氢的电负性相似(B2.04C2.55H2.20)缺电子元素不形成单价化合物对氧有很高的亲和力晶体硼惰性，无定形硼稍活泼，高温下显还原性①易在氧气中燃烧(B亲O)B在炼钢中作脱氧剂4B+3O22B2O3973K②与非金属作用加热与氯气,溴单质等反应2B+F22BF3室温空气中还可生成少量BN2B＋3SB2S3④无定形

8、B被热的浓H2SO4或浓HNO3氧化2B(s)+3H2SO4(浓)2H3BO3+3SO2(g)B(s)+3HNO3(浓)H3BO3+3NO2(g)⑤无定形硼与浓的强碱溶液反应,有氧化剂存在并强热时与强碱共熔2B+2KOH+3KNO33KNO2+2KBO2+H2O③无定形B在赤热下同水蒸汽作用2B+6H2O2H3BO3+3H2CompoundHydrideBoronSesquioxide