无机化学下元素无机化学第5章

《无机化学下元素无机化学第5章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十二章P区元素（一）§12-1硼族元素（IIIA族）BAlGaInTl硼铝镓铟铊Page112.1.1硼12.1.1.1硼成键特征：（一）主要以共价键成键：∵B原子半径小，I1、I2、I3大Bsp2杂化：BX3、B(OH)3、sp3杂化：BF4-、BH4-、B(OH)4-（二）B缺电子→缺电子化合物，Lewis酸：价轨道数42s2px2py2pz价电子数32s22p1例BX3,B(OH)3BF3+F-=BF4-酸碱化合物（三）形成多中心缺电子键，形成多面体：硼晶体中有B-B-B，硼烷中有B-B-B，或B-H-B3c-2e键(3c

2、-2ebond)（四）B是亲F、亲O元素：键能/kJ·mol-1B-O561~690；Si-O452；B-F613；Si-F565（一）-菱形硼制备：钽、钨或氮化硼表面12BI3══════B12(C)+18I2(g)800~1100℃（二）-菱形硼结构：（书P.154~155。原子晶体，结构单元：B12）（C.N.=12的模型，不要中心原子，可视为B12）B12结构：正二十面体，12个顶点B原子，3×12=36价电子。12.1.1.2硼单质棱数：B12单元内，每个B与另5个B相连，有5条棱与之有关，合计5×12/2=30条棱

3、。1．与外部B12成键：（1）腰部：6个B原子（编号1、2、7、12、10、4）与同一平面内相邻的另6个B12共形成6个3c-2e键，用去6×2/3e=4e。（2）顶部和底部：顶部（编号：3、8、9）和底部（编号5、6、11）各3个B原子与上一层3个B原子或下一层3个B原子共形成6个正常B-B2C-2e键，共用去6×（2/2）e=6e。与外部B12成键共用去4e+6e=10e2．B12单元内部成键：由“多面体顶角规则”确定：多面体顶点数n12成键轨道数n+113成键电子数2n+226总的价电子数：10+26=36与B12价电子数一

4、致。B12的36个价电子参与成键情况（见书P155，图5-1，5-2）（三）硼的化学性质晶体硼惰性，无定形硼稍活泼，高温下显还原性。R.T.1．2B(s)+F2(g)═══2BF3(B亲F)2．高温下与O2、N2、S、Cl2、Br2、I2等反应，显还原性：973K4B(s)+3O2(g)═══2B2O3(s)△rH298=-2887kJ·mol-1△rG298=-2368kJ·mol-1∴B在炼钢中作脱氧剂。B-OSi-OC-O键能/kJ·mol-1560-690>452>358(B亲O)△2xB(s)+xN2(g)═══2(BN

5、)x(s)氮化硼，石墨结构，为B-N键极性，禁带宽，为绝缘体。△2B(s)+3X2(g)═══2BX3(X=Cl、Br、I）3．无定形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)4．有氧化剂存在并强热时与碱作用：共熔+32B+2KOH+3KNO3═══3KNO2+2KBO2+H2O12.1.2铝分族—铝、镓、铟、铊12.1.2.1基本性质性质：AlGaInTl价电子结构3s23p1(n-1)d10ns2np1(n

6、=4,5)(4f105d10)6s26p1(6s2惰性电子对效应）+3└+3，+1┘+1—————————————————————————→低价态稳定性↑，高价态氧化性↑（同IVA、VA族）硼族元素的△G/F-Z图（一）斜角相似：ＬiBeBC\r和Ｚ*互相竞争，*＝Ｚ*/r相近NaMgAlSi（二）强还原性：1．与非金属化合：△4Al(s)+3O2(g)═══2Al2O3(s)△rH298=-3356kJ·mol-1可从金属氧化物夺取氧（冶金还原剂）2Al+3X2═══2AlX3△2Al+N2═══2AlN2．与酸或碱均

7、反应→H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2∴Al是“两性元素”（Zn也是）但Al在冷、浓HNO3、H2SO4中“钝化”。铝合金：比重小而坚韧→飞机、建筑材料。12.1.2.2铝的化性：R.T.例：2Al+3I2——→2AlI3R.T.Ga+I2——→不及应（一）还原性：BGa>In>Tl3s23p13d104s24p1AlGaM原子半径/pm143.2>122.1（“钪系收缩”：Z*↑,r↓∴*=Z*/r：Al

8、n+具还原性：→Ga3+、In3+（二）Ga(OH)3酸碱两性，具酸性稍强于Al(OH)3（四）Tl(III)的强氧化性：40℃例：TlCl3═══TlCl+Cl2↑室温TlBr3分解；无Tl（III）I3，但Tl+I3-存在。12.1.2.3镓、