《硼族元素教学》ppt课件

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1、第十六章硼族元素§16-1硼族元素的通性§16-2硼族元素单质及其化合物§16-3惰性电子对效应周期表中的斜线关系ⅢABAIGaInTl价电层结构2s22p13s23p14s24p15s25p16s26p1主要氧化数+3+3（+1）+3+1+3+1（+3）电离能I1800.6577.6578.8558.3589.3电负性2.041.611.81（Ⅲ）1.781.62(Ⅰ)(非)金属性非金属金属性增强键能kJ.mol-1C-HB-HSi-HB-OSi-OC-OC-CB-BSi-Si411389318561

2、452358346293222§16-1硼族元素的通性1.缺电子：价电子数<价层轨道数+3氧化态的化合物(如：BF3）为缺电子化合物，有较强的继续接受电子的能力。表现在分子的自聚（2BH3→B2H6）及同电子对给予体形成稳定配合物（HBF4）等方面。2.惰性电子对效应：TI(Ⅲ)化合物有较强氧化性。TI(Ⅰ)化合物稳定，具有较强的离子键特征。本族元素特征3.电离能反常：I1(Ga)>I1(AI),Ga有3d10；I1(TI)>I1(In),TI有4f14。d,f电子不能完全屏蔽掉相应增加的核电荷，有效核

3、电荷增加幅度大，抵消了电子层增加对电离能的影响。⑴共价性：B所有化合物均共价（半径小，电负性大）。⑵缺电子性：易与电子对给体形成σ配键（BF4-），易形成多中心键（例：3c-2е）。⑶多面体特性：晶体硼和硼的许多化合物为多面体。4.硼的成键特征：一、自然界分布二、硼族元素的单质三、硼的氢化物四、卤化物五、含氧化合物§16-2硼族元素单质及其化合物硼：硼酸盐，如硼砂Na2B4O7·10H2O，硼镁矿Mg2B2O5·H2O.铝：铝矾土矿，主AI2O3·XH2O镓、铟、铊：均无单独矿物，以杂质形式共生于其它矿

4、中。一、自然界分布1.硼无定形硼：棕色粉末，性质活泼晶态硼：原子晶体,黑灰色,熔沸点高,硬度大,不活泼.导电率随温度升高而增高.以B12正二十面体为基本结构单元形成许多变体.二、单质化学性质⑴在O2中燃烧4B+3O2=2B2O3△H=-2545kJ·mol-1键能B-OSi-OC-OkJ·mol-1561452358B在炼钢中可做脱氧剂，从氧化物中夺氧。⑵与非金属反应F2、CI2、Br2(BX3),S(B2S3),N2(BN),不与H2反应⑶与水蒸气反应2B(赤热）+6H2O(g)=2H3BO3+3H2

5、(g)⑷与氧化性酸反应B+3HNO3（浓）=B（OH）3+3NO2↑2B+3H2SO4（浓）=2B（OH）3+3SO2↑无氧化剂存在，B不溶于酸。⑸与强碱反应2B+2NaOH+2H2O=2NaBO2+3H2↑2、铝银白色有光泽的金属，有良好的延展性和导电性。ψAθ（AI3+/AI）=-1.67V，纯铝活性较高ψBθ[AI（OH）3/AI）=-2.31V⑴常温下稳定：氧化膜⑵高温与氧等非金属反应4AI+3O2=2AI2O3△H=-1669.7kJ·mol-1（3273K）铝热还原法:冶炼难熔金属Fe、Ni

6、、Mn、V等⑶与稀酸反应2AI+6HCI=2AICI3+3H2↑浓H2SO4、浓HNO3中钝化⑷与强碱反应2AI+2NaOH+6H2O=2NaAI(OH)4+3H2↑脱水产物或高温熔融产物为NaAIO23、Ga、In、TIGa:熔点302.78K(29.6℃)-手中即可熔化沸点2343K所有金属中熔沸点差值最大(2042.22K).制备测高温温度计.Ga、In、TI的高纯金属是半导体材料.4.单质的提取和冶炼⑴硼碱法（山大96、98考研题）*Mg2B2O5·H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg(OH

7、)24NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O7·10H2O+Na2CO3Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO42H3BO3=B2O3+3H2OB2O3+3Mg=2B+3MgO酸法：Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2H3BO3+MgSO4(2)铝*AI2O3+2NaOH+3H2O=2Na[AI(OH)4]2Na[AI(OH)4]+CO2=2AI(OH)3↓+Na2CO3+H2O2AI(OH)3=AI2O3+3H2O4AI2O3=4AI+3O2↑分类：BnHn+4和Bn

8、Hn+6例：B2H6（乙硼烷）B4H10（丁硼烷）有CH4，SiH4但无BH3最简单的硼烷：B2H6三、硼的氢化物-硼烷(borane)1.结构乙硼烷(diborane)结构4个B-Hσ键（2c-2е）2个键3c-2еB2H64个B-H-B氢桥键，一个B-B键，6个B-H键B4H10的结构B4H10各种硼烷中呈现出的成键情况⑴端侧的2c-2еB-H键⑵3c-2е的氢桥键⑶2c-2е的B-B键⑷开放的3c-2е硼桥键⑸闭合的3c-2е硼键B5