高中化学竞赛辅导讲座硼族元素.ppt

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1、高中化学竞赛辅导讲座硼族元素§1、B存在：黄晶CaO•B2O3•2SiO2硼砂Na2B4O7•5H2O方硼石2Mg3B8O15•MgCl21、制备：(1)金属还原:B2O3（s）+3Mg(s)==2B(s)+3MgO(s)ΔG=-526.4kJ(然后用酸处理）思考：B2O3＋2Al＝Al2O3＋2BΔG＝－784.6kJ为什么不用铝来还原制备B？（i）Al2O3难溶于酸；（ii）有杂质黑色的AlB12生成。BCl3+3Na==B+3NaClΔG＝-771.8kJ800~900ºC2BCl3+3Z

2、n=====3ZnCl2+2B（2）电解还原：碳作电极，电解熔融的硼酸盐或氟硼酸盐。（3）挥发性硼的化合物与氢反应：BX3（g)+3/2H2(g)==B(s)+3HX(g)(X=ClBr)(4)硼的化合物热分解：1000~1300ºC,钽丝2BBr3==========2B+3Br22、B的性质B12结构：问题思考：晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如图所示），每个三角形均为正三角形，每个顶点为一硼原子。则每一个此基本单元由个原子组成；该单元中有2个原子为10B（其余为11B），那

3、么该结构单元有几种不同类型。（1）与O2燃烧：973K4B＋3O2=====2B2O3ΔG=-2887kJ应用：炼钢时的去氧剂，可还原金属Cu、Fe、Sn、Pb、Coetc.（2）与非金属反应：可以生成BCl3、BBr3、B2S3、BN),但不与H2反应。（3）与氧化性酸作用：B＋3HNO3＝H3BO3＋3NO22B＋3H2SO4（浓）＝2H3BO3＋3SO2（4）与碱作用：2B＋2NaOH＋2H2O=2NaBO2+3H2（氧化剂存在时才可以发生）B的基态：2s22p1sp2杂化：BCl3、BF

4、3、BO33－平面三角形sp3杂化：BF4－、BH4－正四面体形三大特性（1）共价性（2）缺电子，σ配键，独特的多中心键。(B2H6)（3）多面体习性。（HO)3BOH;F3BNH33、B2H6（3C－2e氢桥键）成键类型：（1）B－H正常；（2）B－B正常（3）B－H－B3c-2e(4)B－B－B3c-2e思考：请写出B4H10的分子结构：4、硼酸（盐）H3BO3：Ka＝6×10－10硼砂：Na2B4O5(OH)4•8H2OMg2B2O5•H2O+2NaOH==2NaBO2+2Mg(OH)2

5、4NaBO2+CO2+10H2O==Na2B4O5(OH)4•8H2O+Na2CO3Na2B4O7+CaO==2NaBO2•Co(BO2)2(蓝宝石色）B4O5（OH)42-+5H2O==2H3BO3+2B(OH)4-(水解）制备BN：Na2B4O7+2NH4Cl==2NaCl+B2O3+2BN+4H2O§2、铝1、提取：Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2NaAl（OH）42NaAl（OH）4＋2CO2＝2Al（OH）3＋2NaHCO3Al2O3（电解得单质）2、性质：与B比较:(1)B只有共

6、价（半径小，电离能高），而铝既有共价，也有离子（2）最大配位数分别为4、6如：BF4-、B(OH)4-;AlF63-、Al(OH)63-（3）金属、非金属；H3BO3为弱酸Al(OH)3两性思考：为什么能用铝罐储存合运输浓硫酸？（钝化）4Al+3C=Al4C3Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4铝热反应3、Al(OH)3Al(OH)3(s)==Al3+(aq)+3OH-(aq)Ksp(b)=2×10－33Al(OH)3(s)+H2O(l)=H+(aq)+Al(OH)4-Ksp(a)

7、=2×10-114、卤化铝AlF3(Ksp=1.0×10-15)AlF3+6F-=AlF63-β6=7.0×1019气态AlCl3为二聚分子，高温为单分子