第十六章-硼族元素ppt课件.ppt

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1、第十六章硼族元素本章主要介绍：硼元素的缺电子特性和多中心键；硼的重要化合物和金属铝及其重要化合物制备、性质和用途；对角线规则；惰性电子对效应。对镓、铊的单质及其重要化合物的制备、性质和用途仅作一般了解。一、教学要求：1、通过硼、铝及其化合物的结构和性质的学习，了解硼的缺电子特性，以及硼与铝成键的相似性和差异性。2、掌握硼、铝、铊的单质及其重要化合物的制备、性质和用途；了解镓的性质和用途。3、熟悉Tl+的化合物的稳定性以及TlX与AgX的某些相似性，Tl2O3、TlF3等在酸性介质中的强氧化性。4

2、、掌握惰性电子对效应和对角线规则。5、掌握Al3+的鉴定方法。二、教学时数：4学时三、典型习题：P791-792：2、3、6、7、8、9(2)(3)(4)、11、14第十六章硼族元素ⅢA——B、Al、Ga、In、Tl——称硼族元素其中Ga、In、Tl及Ge属分散性稀有元素，没有单独的矿藏。本章主要讲述：(1)B及其化合物中的多中心键(3c-2e键)；(2)B、Al及其重要化合物的结构、性质、制备和用途；(3)B与Si的相似性(对角线规则)；(4)Tl+的稳定性，Tl(Ⅲ)的化合物的不稳定性。(小

3、结惰性电子对效应，并探讨其产生的原因。)§16-1硼族元素的通性表16-1硼族元素的基本性质元素性质BAlGaInTl原子序数513314981价层结构2s22p13s23p14s24p15s25p16s26p1主要氧化数+3+3+3(+1)+3(+1)+3(+1)共价半径/pm82118126144148M3+离子半径/pm2050628195I1800.6577.6578.8558.3589.3电离能(kJ·mol-1)I224271817197918211971I3366027452963

4、27052878E1/kJ·mol-12344363450电负性（xp）2.041.611.181.781.62(1)基态原子的价电子构型——ns2np1——缺电子原子第二周期的元素，价层电子数小于价层轨道数的原子是缺电子原子。(2)特征氧化态——+3B、Al只有稳定的+3氧化态。Ga、In、Tl除+3氧化态外，还有+1氧化态，并且+1氧化态随主量子数n的增大，GaTl趋于稳定。Tl+的化合物特别稳定。(3)成键特征B的原子半径较小，电离能在本族元素中最大，电子亲合能小，电负性较大，成键时形成

5、的是共价键。Al、Ga、In、Tl虽是金属，但+3这一较高氧化态以及Ga、In、Tl的18e壳层的结构(离子极化力强)，使得它们形成化合物时化学键也是以共价键为主。事实上，Al、Ga、In、Tl的化合物中，仅在AlF3、Al2O3、Al2(SO4)3和Tl+的化合物等中的化学键是离子键。B、Al不但是缺电子原子，而且形成的+3氧化态的共价化合物仍具有空的p轨道，使得B、Al的化合物(如：BF3、AlCl3等)表现出缺电子性，它们还有很强的继续接受电子对的能力。这种能力表现在分子的自身聚合(如Al

6、2Cl6)、同电子给予体形成稳定的配合物(如BF4-)以及多中心键(3c-2e键)等方面。从下面所列的键能还可以看出：B不但与Al的性质相似，而且类Si，B、Al均是亲O、亲F的元素。表16-2B、Si、C的某些单键的键能411318389键能(kJ·mol-1)C-HSi-HB-H键358452561键能(kJ·mol-1)C-OSi-OB-O键485565613键能(kJ·mol-1)C-FSi-FB-F键346222293键能(kJ·mol-1)C-CSi-SiB-B键铝热反应：4Al+3

7、O2==2Al2O3rHm=-3339kJ·mol-1冰晶石矿Na3[AlF6]的存在，说明Al也是亲O、F的元素。B是亲O、亲F元素，其次是Si。而C的自相成键能力最强Al在酸、碱介质中都表现出强还原性Tl3+的化合物具有强氧化性Tl+的化合物特别稳定铝易置换氢氟酸中的氢——为什么？2Al+6H+===2Al3++3H22Al+2NaOH+6H2O===2NaAl(OH)4+3H2§16-2硼及其化合物2-1硼在自然界的存在——以硼酸盐的形式存在主要矿有：硼砂——Na2B4O7·10H

8、2O方硼矿——2Mg3B8O15·MgCl2白硼钙石——Ca2B6O11·3H2O等我国西部地区的内陆盐湖和吉林、辽宁等省有硼矿。2-2硼的成键特征(硼的化学主要表现在缺电子性质上)(1)基态B的价层结构2s22p1BB是缺电子原子(2)硼化合物中激发态B的价层电子分布B可采取sp2、sp3杂化轨道成键2s12p2B(3)硼原子成键的三大特征①共价性——B以形成共价化合物为特征B的原子半径小，I1、I2、I3大，B在形成化合物时：可以采取sp2杂化成键，例如：BX3、B(OH)3也可