中山大学：《元素化学》教学资源（PPT课件）第二章 硼族元素（龚孟濂）

第二章硼族元素 2.1概述 ⅢA B为非金属单质, B A、Ga、In、T是金属 Ga 最大配位数: I B:4例:HBF4 α-菱形硼 nsnp 其他6例:Na3A「6

第二章 硼族元素 ⅢA B Al Ga In Tl ns 2np 1 α-菱形硼 2.1 概述 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：Na3AlF6

2.2.1乙硼烷的成键特征及反应性 最简单的硼烷是B2H6 2BH3(gB2H(g) AH=-148kJ mol-1 点击 观看 动画

2.2 硼族元素的缺电子性 最简单的硼烷是B2H6 2BH3 (g)=B2H6 (g) △H=－148kJ·mol－1 2.2.1 乙硼烷的成键特征及反应性 点击 观看 动画

H H 三两H r 子键 H B B H H裂 H 2BHL 2L B,H 均一异 BH2L2 ++Bh4l

B2H6 2L 均裂 2BH3L 异裂 [BH2L2 ] ++[BH4 ]－ 三中心 两电子 氢桥键

B2H6+2NaH→2NaBH4 B2H6+2PF3→→2H3B:PF3 B2HA+2:C0→→2H2BC B2H6+2: NH3-BH,(NH)+[BH4I B2H6+HO=H3BO3+H2 △He=-5046 kJ. mol-l B2H6+O2 B2O3+H2O △H=-2026 kJmol

B2H6+2NaH→2Na[BH4 ] B2H6+2:PF3→2H3B:PF3 B2H6+2:CO→2H3B:CO B2H6+2:NH3→[BH2 (NH3 )2 ] ++[BH4 ]－ B2H6+H2O == H3BO3+H2 B2H6+O2 == B2O3+H2O △rHө =－504.6kJ•mol-1 =－2026kJ•mol △ -1 rH ө

硼氢键B-H 硼烷中有 硼硼键B-B 五种键型 氢桥键 B B 开放的3中心2电子硼桥键B B B 闭合的3中心-2电子硼桥键B B B

硼氢键 B－H 硼硼键 B－B 闭合的3中心-2电子硼桥键 B B B 开放的3中心-2电子硼桥键 B B B 硼烷中有 五种键型 氢桥键 H B B

B4H10分子结构 119p 171pm H HB-HH 143m B 1379mr HH 110pm H B

B4H10分子结构

222ACl3的成键特征 A1C12中铝为SP杂化 C1 Al C (Gacl3)2(InCI3h2(AlBr3h2(All3h2(Gabr3)2 除B的卤化物及ⅢA的氟化物以外,均为二聚形式

2.2.2 AlCl3的成键特征 (GaCl3 )2 (InCl3 )2 (AlBr3 )2 (AlI3 )2 (GaBr3 )2 除B的卤化物及ⅢA的氟化物以外,均为二聚形式。 AlCl3中铝为SP3杂化

22.3B3的成键特征及路易斯酸性 BF3(g) BCI() BBr30 BI3(s) 熔点(K) 146 166 227 316 沸点(K) 172 285 364 483 键长(pm(实测)131 174 189 210 共 和 键能( KJmol-)646 444 368 267

2.2.3 BX3的成键特征及路易斯酸性 BF3 (g) BCl3 (l) BBr3 (l) BI3 (s) 熔点(K) 146 166 227 316 沸点(K) 172 285 364 483 键长(pm)(实测) 131 174 189 210 共价半径和(pm) 153 180 195 214 键能(kJ·mol－1 ) 646 444 368 267

BX3是以形成大键来满足 对电子的要求 F 由于有空轨道,可接受外来 4 电子,均为 Lewis酸 BF3+NH3 -=F3 B: NH3 BF3+ HF=-HTIBF4I △H( kJ. mol-l 酸性强:BF3<BC13BBr3<BI3 BF3 g 143 BCl3(g 189 CSHSNO+BX3(g CSHN: BX3 BBr3(g) 217

BX3是以形成大π键来满足 对电子的要求 由于有空轨道,可接受外来 电子,均为Lewis酸 C5H5N(l)+BX3 (g) C5H6N: BX3 △rH(kJ·mol－1 ) BF3 (g) = －143 BCl3 (g) = －189 BBr3 (g) = －217 BF3+NH3 == F3B:NH3 BF3+ HF == H+ [BF4 ]－ 酸性强:BF3<BCl3<BBr3<BI3 π4 6

3.3硼酸及其盐 3.3.1.硼酸 ●o dB-0=136p ●H dH-0=184pm 114 d--l=318pm 硼酸晶体的片层结构 B:SP2杂化;存在分子间氢键; 层与层之间的分子作用力结合

3.3 硼酸及其盐 B：SP2杂化；存在分子间氢键； 层与层之间的分子作用力结合。 3.3.1. 硼酸