武汉大学：《大学化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十六章 硼族元素

第16章硼族元素 o nsnp B Al Ga I +3+3+3(+1)+1+3+1(+3) 电负性2041611.811.78162204 (H2.18) 3是特殊的价,一般是最稳定的,但是,从元 素电位图上看出 Tl3+1.25T0.336Tl 1.36TlCl-0.557 说明T3有强的氧化性。因为有6S2因素

第16章 硼族元素 ⚫ ns2np1 B Al Ga In Tl +3 +3 +3 (+1) +1 +3 +1(+3) 电负性 2.04 1.61 1.81 1.78 1.62 2.04 （H 2.18） ＋3是特殊的价，一般是最稳定的，但是，从元 素电位图上看出： Tl3+＿1.25＿Tl+＿-0.336＿＿Tl ︱＿1.36＿TlCl＿-0.557 ＿＿∣ 说明Tl3+有强的氧化性。因为有6S 2因素

B与Si有点相似(斜对角规则) B-BSi-Si没有C一C键强,但B-O、Si-O键强 度大,键能高 B在自然界的存在形式:Na2BO210H2O H.BO B正 n1n+4 BH1硼烷,早期高能燃料 BH +30-B.0+3HO AH=-2166KJ mol-1 (注:BH是气体,有毒,有爆炸性,能燃 烧) CH+O3→CO2+HO△H=-1559KJ·mol-1 除硼以外,均为金属

B与Si有点相似（斜对角规则） B-B Si-Si没有C－C键强，但B-O、Si-O键强 度大，键能高 B在自然界的存在形式：Na2B4O7 •10H2O、 H3BO3 . BnHn+4、BnHn+6硼烷，早期高能燃料 B2H6+3O2→B2O3+3H2O ΔH=-2166KJ•mol-1 （注：B2H6是气体，有毒，有爆炸性，能燃 烧） C2H6+O2→CO2+H2O ΔH=-1559KJ•mol-1 除硼以外，均为金属

硼族元素单质 自然界存在:Na2B2O10H2O,Al2O3铝矾 土 Ga、In、Tl稀散 地球元素含量(%):O(464)、Si(282)、 Al(8.3)、Fe(56)、Ca(4.2)、Na(24) Mg(2.3)、K(2.1)、Ti(0.57)、H(0.14)

硼族元素单质 自然界存在：Na2B4O7 •10H2O，Al2O3铝矾 土 Ga、In、Tl稀散。 地球元素含量（％）：O(46.4)、Si(28.2)、 Al(8.3)、Fe(5.6)、Ca(4.2)、Na(2.4)、 Mg(2.3)、K(2.1)、Ti(0.57)、H（0.14）

共价键B:2s2p受到激发→2S12Px12Py12Pz0 硼单质是由B1,二十面体对称体为结构单元, BB相互间如果只形成3个传统的共价键 达不到稳定的电子结构;缺少电子,不 稳定。折中的办法形成了,三中心2电子 的特殊的σ键 P2反应:无定型硼:B+O2 B+CI b+n2 赤热B+6H2O(g)→2B(OH)3+3H2↑ 热B+3HNO(浓)→B(OH3+NO2↑ 碱中B+NaOH+3KNO2→NaBO2+KNO2+H2O 氧化剂

共价键B：2s 22p 1受到激发→2S 12Px12Py12Pz0 硼单质是由B12二十面体对称体为结构单元， B-B相互间如果只形成3个传统的共价键， 达不到稳定的电子结构；缺少电子，不 稳定。折中的办法形成了，三中心2电子 的特殊的键。 P772反应： 无定型硼：B+O2→ B+Cl2→ B+N2→ 赤热 B+6H2O(g)→2B(OH)3+3H2 ↑ 热 B+3HNO6 (浓)→B(OH)3+NO2 ↑ 碱中 B+NaOH+3KNO3→NaBO2+KNO2+H2O 氧化剂

AlGa性质类似,均是两性 值得一提Ga的物理性质:mp-30278K放在手 心可以熔化,仅次于Hg(234K bp-2676K范围最大,可用于高温温度计材料 提取,冶炼:B2O3+3Mg→2B+MgO 类似:SCl4+Zn→Si+ZnCl2 GeO+H,→Ge+H,O BiO,+3c-Bi+3c0 Sb,S2+3Fe-→2Sb+3FeS FeO+CO→Fe+CO2

Al Ga 性质类似，均是两性 值得一提Ga的物理性质：mp=302.78K放在手 心可以熔化，仅次于Hg(234K) bp=2676K 范围最大，可用于高温温度计材料 提取，冶炼：B2O3+3Mg→2B+MgO 类似： SiCl4+Zn→Si+ZnCl2 GeO2+H2→Ge+H2O Bi2O3+3C→Bi+3CO Sb2 S3+3Fe→2Sb+3FeS FeO+CO→Fe+CO2

A电解:A,O3在Na2AF中,在1300K的高温下 Ga电解:Ga(OHGa3-0.52Ga Ga(OH)4-1.22 Ga A3+-167AlAl不能在溶液中电解 AI(OHA-235Al

Al电解：Al2O3在Na3AlF6中，在1300K的高温下 Ga电解：Ga(OH)4 - Ga3+ -0.52 Ga Ga(OH)4 - -1.22 Ga Al3+ -1.67 Al Al不能在溶液中电解 Al(OH)4 - -2.35 Al

硼族化合物性质 BH2不存在,因为没有八耦体结构,而BH存在。 在BF3中,B是SP杂化(三个杂化轨道与三个F各成 1σ键,平面三角形结构:同时还存在一个多中心 键几。6,它的四个轨道2S+2P总是要都成键才稳定) n1B3:3中心2电子键(不是∏键),同样,B2也 存在多中心,少电子键 硼烷有近百种:BHn类,BnHn类 多核硼烷中的键型不外乎5种: 正常的共价键:B-HB-B 多中心键有:B-HBB-B=BBB-B

硼族化合物 性质 BH3不存在，因为没有八耦体结构，而B2 H6存在。 在BF3中，B是SP2杂化（三个杂化轨道与三个F各成 1σ键，平面三角形结构：同时还存在一个多中心 键Л4 6 ，它的四个轨道2S+2P总是要都成键才稳定） P771 B3 :3中心2电子键（不是Л键），同样，B2 H6也 存在多中心，少电子键 硼烷有近百种：BnHn+4类，BnHn+6类 多核硼烷中的键型不外乎5种： 正常的共价键：B-H B-B 多中心键有：B-H-B B-B=B B-B-B

硼酸电离 元酸B(OH)3+H2O→B(OH)+H 780 卤化物 B2O3+HF→BF3(g) BF3+AC13→AIF3+BC(g) BF3+H2O-H3O++BF+B(OH)3 783 氧化物 B2O3+H2O(g)→HBOg) B2O3+H2O()→H2BO 硼珠试验:CuO+B2QO3→Cu(BO2 NiO+B2O3→N(BO2)2

硼酸电离 一元酸 B(OH)3 ++H2O→B(OH)4 -+H+ P780卤化物 B2O3+HF→BF3 (g) BF3+AlCl3→AlF3+BCl3 (g) BF3+H2O→H3O++BF4 -+B(OH)3 P783氧化物 B2O3+H2O(g)→HBO2 (g) B2O3+H2O(l)→H3BO3 硼珠试验：CuO+B2O3→Cu(BO2 ) 2 兰 NiO+B2O3→Ni(BO2 ) 2

16-3惰性电子对效应 斜对角线规则 Li-Mg be-al B-S 碳酸及其盐热分解 易H2CO3>HCO3>NaCO3难 Li2 Co3>Na2CO3>2CO3 MgCO3>CaCO3>BacO3 LiCO MgCO Naco,Caco 极化理论解释

16-3惰性电子对效应 斜对角线规则 Li-Mg Be-Al B-Si 碳酸及其盐热分解 易 H2CO3>HCO3 －->NaCO3 - 难 Li2CO3>Na2CO3>K2CO3 MgCO3>CaCO3>BaCO3 Li2CO3 ~MgCO3 Na2CO3 ~CaCO3 极化理论解释