第十三章p区元素（一）

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1、第十三章p区元素(一)[教学要求]1．了解硼族元素的通性。熟悉缺电子原子和缺电子化合物的概念。熟悉乙硼烷的结构和重要性质。掌握硼酸的晶体结构和性质、硼砂的结构和性质。了解硼的卤化物的结构和水解。2．熟悉铝及其重要化合物的性质。3．了解碳族元素的通性。熟悉碳单质的结构、二氧化碳、碳酸及其盐的重要性质，能用离子极化理论说明碳酸盐的热稳定性。4．了解硅单质、二氧化硅、硅酸及其盐的重要性质，硅的卤化物。5．了解锡、铅的氧化物；熟悉锡、铅硫化物的酸碱性及其变化规律。掌握Sn(Ⅱ)的还原性和PB(Ⅳ)的氧化性。熟悉锡、铅硫化物的颜色、生成和溶解性。[教学重点]碳、硅、硼三

2、元素的单质、氢化物、含氧化合物和卤化物制备、性质和用途。[教学难点]硼的多中心键[教学时数]6学时[教学内容]§13.1p区元素概述p区元素性质的特征1.各族元素性质由上到下呈现二次周期性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)=199②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他卤酸(HClO3，HIO3)、高卤酸(

3、HClO4，H5IO6)强。③最后三种元素性质缓慢地递变(d区、f区插入)2.多种氧化值价电子构型：ns2np1~5例如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。3.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。例如：Si(II)Pb(IV),价电子结构分别为[Xe]6s2，[Xe]§13.2硼族元素13.2.1硼族元素概述硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl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

4、数,例如：BF3，H3BO3。注意：HBF4不是缺电子化合物。缺电子化合物特点：a.易形成配位化合物如：HBF4b.易形成双聚物Al2Cl6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）最大配位数：B：4例：HBF4其他：6例：Na3AlF613.2.2硼族元素的单质硼的单质同素异形体：无定形硼，棕色粉末,化学活性高,晶形硼,黑灰色,硬度大熔点，沸点都很高。13.2.3硼的化合物1.硼的氢化物硼烷分类：BnHn+4和BnHn+6例：B2H6乙硼烷B4H10丁硼烷有CH4，但无

5、BH3最简单的硼烷：B2H6硼烷的结构B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心二电子键。（氢桥）B4H10分子结构硼烷的性质①自燃：空气中自燃或爆炸，并放出大量的热：高能燃料，剧毒△rH°＝-2166KJ·mol-1②水解△rHm°③加合反应④被氯氯化2.硼的含氧化合物①三氧化二硼B2O3结构：原子晶体：熔点460°C无定形体：软化制备：性质：②硼酸H3BO3结构：sp2杂化氢键连成片状结构，层与层之间则以范德华力相吸引。性质：a.一元弱酸(固体酸):B(OH)3＋H2O==[(OH)3B←OH]-＋H+Ka==7.08×10-6硼酸是一元路易斯酸(固体酸)，它

6、的酸性不是电离出H+，而是从水中夺取了OH-，使水电离出H+。b.与多羟基化合物加合在H3BO3中加入甘油(丙三醇)，酸性可增强。c.受热易分解d.硼酸的鉴定反应硼酸酯具有挥发性，点燃时:硼酸三乙酯燃烧显绿色火焰③硼砂：硼酸根的结构：基本结构单元为BO3平面三角形和BO4四面体构成.性质：a.水解呈碱性构成缓冲溶液pH=9.24(20℃)b.与酸反应制H3BO3c.脱水加热d.硼砂珠实验：与B2O3一样可溶解某些金属氧化物，形成具有特征颜色的复盐。Cr2O3为绿色Fe2O3为黄色CuO为蓝色。用于鉴定金属离子3.硼的卤化物(1).BX3结构：B---sp2杂化

7、BX3分子能稳定存在的原因是由于X原子能提供电子对与B空P轨道形成形成P-PΠ键；H原子没有电子对，所以BH3不能稳定存在。(2).BX3性质：BX3的主要性质是与路易斯碱（水、醚、醇、胺等）进行加合反应：4BF3+6H2O=3H3O++3BF4-+H3BO3(氟硼酸HBF4)BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl4.硼的氮化物Na2B4O710H2O+2NH4Cl=2NaCl+B2O3(g)+4H2O+2BNBN与C2是等电子体，性质相似：BN有三种晶型：无定型(类似于无定型碳)六方晶型(类似于石墨)作润滑剂立方晶型(类似于金刚石)作磨料BN结构13.2.

8、4铝的化合物1.氧化铝和氢氧化铝氧化铝