内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第13章硼族元素市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第十三章第十三章 硼族元素硼族元素第1页13-113-1硼族元素概述硼族元素概述2s22p13s23p14s24p15s25p16s26p1BAlGaTlIn1.最外层都有最外层都有3个电子，化个电子，化合价主要有合价主要有+3和和+1，易，易形成共价化合物。形成共价化合物。2.气态氢化物通式：气态氢化物通式：RH33.最高价氧化物对应水化物最高价氧化物对应水化物通式为通式为H3RO3或或R(OH)3第2页硼族硼族(A)：B,Al,Ga,In,Tl价电子构型：价电子构型：ns2np1缺电子元素：价电子数缺电子元素：价电子数价层轨道数价层轨道数缺电子化合物缺电子化合物:成键电子对数成键电子对数99.95%)电解电解B2O3在在KBF4中融体可得晶态硼。中融体可得晶态硼。用途用途用途用途：无定形硼可用于生产硼钢。硼钢主要用于制造喷无定形硼可用于生产硼钢。硼钢主要用于制造喷气发动机和核反应堆控制棒。前一个用途基于其优良气发动机和核反应堆控制棒。前一个用途基于其优良抗冲击性，后一个用途基于硼吸收中子能力。抗冲击性，后一个用途基于硼吸收中子能力。钽钽 丝丝（10001300K）第9页 2.2.硼反应硼反应硼反应硼反应常温下不活泼，高温下活泼：常温下不活泼，高温下活泼：4B+3O22B2O32B+3Cl22BCl3与硅相同与硅相同2B+N22BN(均在高温下进行均在高温下进行均在高温下进行均在高温下进行)和氧化性酸反应，比硅活泼些：和氧化性酸反应，比硅活泼些：B+3HNO3(浓浓)H3BO3(orB(OH)3)+3NO22B+3H2SO4(浓浓)2H3BO3(orB(OH)3)+3SO2和强碱起反应：和强碱起反应：2B+2NaOH(浓浓)+2H2O=2NaBO2(偏硼酸钠偏硼酸钠)+3H22B+2NaOH+3KNO3=2NaBO2+3KNO2+H2O第10页高温下硼几乎与全部金属反应生成硼化物。含有高温下硼几乎与全部金属反应生成硼化物。含有硬度大，耐高温，抗腐蚀等特点。硬度大，耐高温，抗腐蚀等特点。金属硼化物普通不符合原子价规律，如金属硼化物普通不符合原子价规律，如MgB2、Cr4B、LaB6、Nb3B4等。等。2.22.2硼化合物硼化合物硼化合物硼化合物1.1.硼氢化物硼烷硼氢化物硼烷硼氢化物硼烷硼氢化物硼烷BoraneBorane分类：分类：BnHn+4BnHn+6例：例：B2H6(乙硼烷乙硼烷)B4H10(丁硼烷丁硼烷)有有CH4但无但无BH4最简单硼烷是最简单硼烷是B2H6HBBHH第11页 最简单硼烷，理应是最简单硼烷，理应是最简单硼烷，理应是最简单硼烷，理应是BHBH3 3，但结构研究表明它分，但结构研究表明它分，但结构研究表明它分，但结构研究表明它分子式是子式是子式是子式是BB2 2HH66。B还有一个空还有一个空2p轨道没有参加成键，假如该轨道轨道没有参加成键，假如该轨道能用来成键，将会使体系能量深入降低，故从能量来能用来成键，将会使体系能量深入降低，故从能量来说说BH3是不稳定体系。是不稳定体系。B2H6中因为全部价轨道都用中因为全部价轨道都用来成键，分子总键能比两个来成键，分子总键能比两个BH3总键能大，故总键能大，故B2H6比比BH3稳定（二聚体稳定常数为稳定（二聚体稳定常数为106）假如假如BH3分子分子存在话，则存在话，则其结构为：其结构为：第12页（氢桥键）（氢桥键）（氢桥键）（氢桥键）分子间键联关系分子间键联关系 硼烷结构硼烷结构硼烷结构硼烷结构B：利用：利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。美国物理化学家美国物理化学家 Lipscomb W 关于硼烷和碳硼烷研究获关于硼烷和碳硼烷研究获19761976年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖3c-2e(3center-23c-2e(3center-2electornbond)electornbond)第13页端基上端基上H和和B之间形成之间形成键键(sp3-s)。四个端。四个端H和和两个两个B形成份子平面，中间两个形成份子平面，中间两个H分别分别在平面上下各在平面上下各一个一个,形成两个形成两个3c2e氢桥键。氢桥键。第14页B4H10分子结构分子结构第15页高硼烷分子构型为正二十面体或为不完整二十高硼烷分子构型为正二十面体或为不完整二十面体碎片（去掉一个或几个顶角）所含有巢状或蛛面体碎片（去掉一个或几个顶角）所含有巢状或蛛网状结构。网状结构。巢状硼烷结构巢状硼烷结构第16页氢键和氢桥键有什么不一样？氢键和氢桥键有什么不一样？氢氢键键氢氢桥桥结协力类型结协力类型主要是静电作用主要是静电作用共价键（共价键（3c-2e键）键）键键能能小（与分子间力相近）小（与分子间力相近）较大（小于共较大（小于共价键）价键）H连接原子连接原子电负性大，电负性大，缺电子原子，缺电子原子，半径小原子，半径小原子，主要是主要是B主要是主要是F、O、N对称性对称性不对称（除对称氢键外）不对称（除对称氢键外）对对称称第17页性性性性 质质质质火火焰焰展展现现绿绿色色含含硼硼化化合合物物燃燃烧烧 加合反应加合反应加合反应加合反应B2H6+CO2H3BCOB2H6+2NH3BH2(NH3)2+BH4-2LiH+B2H62LiBH42NaH+B2H62NaBH4 被氯氯化被氯氯化被氯氯化被氯氯化B2H6(g)+6Cl2(g)2BCl3(l)+6HClD DrHm=-1376kJmol-1自燃自燃自燃自燃B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(g)高能燃料，剧毒高能燃料，剧毒高能燃料，剧毒高能燃料，剧毒水解水解水解水解B2H6(g)+3H2O(l)2H3BO3(s)+6H2(g)水下火箭燃料水下火箭燃料水下火箭燃料水下火箭燃料第18页制制制制 备备备备不能由不能由B和和H2直接化合制得。直接化合制得。质子置换法质子置换法质子置换法质子置换法：2BMn+6H+B2H6+2Mn3+氢化法氢化法氢化法氢化法：2BCl3+6H2B2H6+6HCl氢负离子置换法氢负离子置换法氢负离子置换法氢负离子置换法：3LiAlH4+4BF32B2H6+3LiF+3AlF33NaBH4+4BF32B2H6+3NaBF4乙醚乙醚乙醚乙醚火火焰焰展展现现绿绿色色含含硼硼化化合合物物燃燃烧烧第19页(1)(1)硼氢化合物分类硼氢化合物分类通通 式式BnHn2-BnHn+4BnHn+6骨架电子对数骨架电子对数n+1n+2n+3分子结构类型分子结构类型闭合式闭合式巢巢式式蛛（网）式蛛（网）式实实 例例B5H52-，B12H122-B5H9，B6H10B4H10，B5H11知识介绍知识介绍硼氢簇及威德规则硼氢簇及威德规则第20页BH单元看作多面体基本单元，单元看作多面体基本单元，BH键两个电键两个电子不算入骨架电子；子不算入骨架电子；其余电子都算入骨架电子；其余电子都算入骨架电子；B原子上键合两个原子上键合两个H原子，只能将两个原子，只能将两个BH键中键中一个算作多一个算作多面面体基本单元；体基本单元；每个每个BH单元有单元有4个键电子（个键电子（3+1），向骨架提），向骨架提供电子数为供电子数为2。(2)威德规则威德规则：适合用于各种三角形围成多面体，计算适合用于各种三角形围成多面体，计算(3)骨架电子对数规则以下：骨架电子对数规则以下：第21页(3)(3)实例实例B6H62-B5H9B4H10BH单元单元提供提供6对对5对对4对对其余其余H原子原子提供提供0对对2对对3对对共共计计（6+1）对）对（5+2）对）对（4+3）对）对离子负电荷离子负电荷 提供提供 1 1 对对 0 0 对对 0 0 对对第22页B5H52-组组成成属属于于BnHn2-型型。含含有有这这种种通通式式硼硼烷烷以以闭闭合合式式结结构构为为特特征征。也也可可依依据据骨骨架架电电子子正正确确数数目目作作推推断断：假假定定每每个个硼硼原原子子形形成成一一个个BH键键，这这么么BH单单元元共共5个个；考考虑虑到到它它们们提提供供5对对电电子子和和两两个个负负电电荷荷，骨骨架架电电子子正正确确总总数数应应为为5+1=6(或或n+1)。这正是闭合式这正是闭合式簇化物簇化物特征。这种闭合多特征。这种闭合多面体只能是面体只能是5个顶点个顶点多面体，因而无疑为三多面体，因而无疑为三角双锥体。角双锥体。从化学式和电子数结果推断从化学式和电子数结果推断B5H52-结构结构第23页B B2 2OO3 3B(无定形)B2O3H3BO3O2Mg或Al+H2O-H2O制备：制备：制备：制备：原子晶体：熔点原子晶体：熔点460 C无定形体：软化无定形体：软化性质：性质：性质：性质：+H2OB2O32HBO22H3BO3偏硼酸偏硼酸(原原)硼酸硼酸+H2O(g)-H2O-H2O B2O3(晶状晶状)H2O(g)=2HBO2B2O3(无定形无定形)3H2O(l)=2H3BO32.2.硼含氧化合物硼含氧化合物硼含氧化合物硼含氧化合物BoronoxideBoronoxide第24页硼砂珠试验：硼砂珠试验：硼砂珠试验：硼砂珠试验：B2O3和许各种金属氧化物在熔融时和许各种金属氧化物在熔融时生成有特征颜色硼珠，可用于判定。生成有特征颜色硼珠，可用于判定。CoO+B2O3=Co(BO2)2深蓝色深蓝色Cr2O3硼珠硼珠绿色绿色CuO硼珠硼珠蓝色蓝色MnO硼珠硼珠紫色紫色NiO硼珠硼珠绿色绿色Fe2O3硼珠硼珠黄色黄色873K时，时，B2O3可与可与NH3反应制得氮化硼反应制得氮化硼(BN)x，与与CaH2反应生成反应生成CaB6。BN与与C2是等电子体，性质相同：是等电子体，性质相同：BN有三种晶型有三种晶型(1)无定型无定型(类似于无定型碳类似于无定型碳)(2)六方晶型六方晶型(类似于石墨类似于石墨)作润滑作润滑剂剂(3)立方晶型立方晶型(类似于金刚石类似于金刚石)作磨作磨料料第25页B：sp2杂化杂化硼硼硼硼酸酸酸酸BoracicacidBoracicacid性质性质性质性质:B(OH)3(aq)+2H2O(l)=H3O+(aq)+B(OH)4-(aq)(1)一元弱酸一元弱酸(固体酸固体酸)加合一个加合一个OH-离子，而不是给出离子，而不是给出质子，符合缺电子结构，为经典路易质子，符合缺电子结构，为经典路易士酸。士酸。第26页在在H3BO3中加入甘油中加入甘油(丙三醇丙三醇)，酸性可增强，原因是显，酸性可增强，原因是显酸性机剪发生了改变酸性机剪发生了改变:OHHOCH2OCH2HOB+HOCHOBC(OH)H+H+2H2OOHHOCH2OCH2H3BO3碰到某种比它强酸时，有显碱性可能碰到某种比它强酸时，有显碱性可能:B(OH)3+H3PO4BPO4+3H2O(中和反应中和反应)(2)(2)与多羟基化合物加合与多羟基化合物加合与多羟基化合物加合与多羟基化合物加合第27页硼酸判定反应硼酸判定反应硼酸判定反应硼酸判定反应点燃时点燃时:硼酸三乙酯燃烧显硼酸三乙酯燃烧显绿色绿色绿色绿色火焰火焰(3)(3)受热易分解受热易分解受热易分解受热易分解浓浓H2SO4存在下存在下H3BO3与甲醇或乙醇反应生与甲醇或乙醇反应生成挥发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时发出绿色火焰用来判成挥发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时发出绿色火焰用来判定硼酸根存在定硼酸根存在.3C2H5OH+H3BO3=B(OC2H5)3+3H2O浓浓H2SO4硼酸三乙酯硼酸三乙酯硼酸三乙酯硼酸三乙酯第28页硼砂是硼最主要含氧酸盐硼砂是硼最主要含氧酸盐,白色白色,玻璃光泽玻璃光泽.硼酸盐硼酸盐硼酸盐硼酸盐 BorateBorate结构结构结构结构:全全世世界界硼硼酸酸钠钠盐盐年年耗耗量量约约占占总总硼硼消消耗耗量量80%。其其中中二二分分之之一一以以上上用用于于玻玻璃璃、陶陶瓷瓷和和搪搪瓷瓷工工业业，其其它它应应用用领领域域包包含含洗洗涤涤剂剂组组分分(过过硼硼酸酸盐盐）、微微量量元元素素肥肥料料、加加入入防防冻冻剂剂中中做做抗抗腐腐蚀蚀剂剂、金属焊剂和纤维素材质阻燃剂。金属焊剂和纤维素材质阻燃剂。硼砂硼砂硼砂硼砂：Na2B4O710H2O，实际上结构为，实际上结构为Na2B4O5(OH)48H2O第29页性性性性 质：质：质：质：组成缓冲溶液组成缓冲溶液pH=9.24(20 )(1)水解呈碱性水解呈碱性(2)与酸反应制与酸反应制H3BO3(3)脱水脱水风化脱水风化脱水受热脱水受热脱水硼砂玻璃硼砂玻璃Na2B4O7+MnO Mn(BO2)22NaBO2 绿色绿色 Na2B4O7用途用途用途用途：在试验室用做标定标准酸溶液基准物：在试验室用做标定标准酸溶液基准物：Na2B4O710H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2O第30页(1)BX3结构：结构：B：sp2杂化杂化(2)BX3性质：性质：3.3.硼卤化物硼卤化物硼卤化物硼卤化物BBr3BCl3BF3酸性：大小次序酸性：大小次序酸性：大小次序酸性：大小次序BFBF3 3 BClBCl3 3 BBrBBr3 3第31页 从从 F，Cl，Br 电电负负性性考考虑虑，BX3 酸酸性性本本应应按按上上述述次次序序减减弱弱，这这是是因因为为BX3 平平面面三三角角形形分分子子结结构构和和垂垂直直于于平平面面 p轨轨道道形形成成键键强强弱弱是是随随 F，Cl，Br 次次序序而而减减弱缘故。弱缘故。BX3酸性大小次序为何是：酸性大小次序为何是：BF3BCl3BBr3第32页在三卤化硼中，每个卤原子在三卤化硼中，每个卤原子P电子对电子对都有可能同都有可能同B空空P轨道形成轨道形成P-P 键，键，所以所以BX3中中BX键长比正常键长要键长比正常键长要短，这个短，这个P-P 键应该轻易受到路易键应该轻易受到路易斯碱进攻而发生反应斯碱进攻而发生反应BX3分子能稳定存分子能稳定存在原因是因为在原因是因为X原子能提供电子对原子能提供电子对与与B空空P轨道形成形轨道形成形成成P-P 键，键，H原子原子没有电子对，所以没有电子对，所以BH3不能稳定存在不能稳定存在第33页水解：水解：水解：水解：制备制备制备制备:(1)(1)置换法置换法置换法置换法B2O3+6HF =2BF3(g)+3H2O BF3(g)+AlCl3=AlF3+BCl3(2)(2)卤素与卤素与卤素与卤素与BB直接反应直接反应直接反应直接反应2 B+6 HCl=2 BCl3+3 H2OB2O3+3 Cl2+3 C=2 BCl3+3 CO2B+3 X2 =2 BX3（BIBI33除外）除外）除外）除外）第34页13-313-3铝单质及其化合物铝单质及其化合物铝单质及其化合物铝单质及其化合物 3.13.1铝单质铝单质铝单质铝单质银白色有光泽金属，密度银白色有光泽金属，密度2.7g/cm3,m.p.930K,b.p.2740K，含有良好延展性和导电性。可用来制造，含有良好延展性和导电性。可用来制造日用器具、合金、电器设备等。日用器具、合金、电器设备等。化学反应：化学反应：化学反应：化学反应：4Al+3O4Al+3O2 2=2Al=2Al2 2OO3 3-3339kj/mol-3339kj/mol(铝热还原法原理铝热还原法原理铝热还原法原理铝热还原法原理)2Al+3S=Al2Al+3S=Al2 2S S3 32Al+2NaOH+6H2Al+2NaOH+6H2 2O=2NaAl(OH)O=2NaAl(OH)4 4+H+H2 2 NaAlO2第35页单质铝制备单质铝制备1A,80h1molAl(27g)(1A,80h1molAl(27g)(两个易拉罐两个易拉罐两个易拉罐两个易拉罐)，耗电！，耗电！，耗电！，耗电！阴极阴极阴极阴极阳极阳极阳极阳极第36页(1)(1)氧化铝：氧化铝：氧化铝：氧化铝：AlAl2 2OO3 3-Al2O3：刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱。：刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱。-Al2O3：活性氧化铝，可溶于酸、碱，可作催化剂载活性氧化铝，可溶于酸、碱，可作催化剂载体。体。红宝石红宝石(Cr3+)蓝宝石蓝宝石(Fe3+,Cr3+)黄玉黄玉/黄晶黄晶(Fe3+)3.23.2铝化合物铝化合物铝化合物铝化合物有些氧化铝晶体透明，有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而展现鲜因含有杂质而展现鲜明颜色。明颜色。(2)(2)氢氧化铝：氢氧化铝：氢氧化铝：氢氧化铝：Al(OH)Al(OH)3 3 两性化合物，两性化合物，在碱性溶液中存在在碱性溶液中存在Al(OH)4-或或Al(OH)63-简便书写为简便书写为AlO2-或或AlO33-第37页AlF3AlCl3AlBr3AlI3离子键离子键共价键共价键共价分子：熔点低共价分子：熔点低,易挥发易挥发,易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。易形成双聚物易形成双聚物气相气相气相气相AlClAlCl3 3,有双聚分子有双聚分子有双聚分子有双聚分子,有配位键有配位键有配位键有配位键,或认为中央或认为中央或认为中央或认为中央是形成三中心四电子氯桥键是形成三中心四电子氯桥键是形成三中心四电子氯桥键是形成三中心四电子氯桥键.(3)(3)铝卤化物铝卤化物铝卤化物铝卤化物第38页用干法合成用干法合成用干法合成用干法合成AlClAlCl3 3：水解激烈：水解激烈：水解激烈：水解激烈：潮湿空气潮湿空气中中AlCl3第39页AlAl3+3+判定：在氨碱性条件下，加入茜素判定：在氨碱性条件下，加入茜素判定：在氨碱性条件下，加入茜素判定：在氨碱性条件下，加入茜素硫酸铝：硫酸铝：铝钾矾铝钾矾(明矾明矾)：茜素：茜素：茜素：茜素：1,2-1,2-二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌(4)(4)铝主要化合物铝主要化合物铝主要化合物铝主要化合物第40页 13-413-4镓、铟、镓、铟、镓、铟、镓、铟、铊单质和化合物铊单质和化合物铊单质和化合物铊单质和化合物 4.14.1镓、铟、镓、铟、镓、铟、镓、铟、铊单质铊单质铊单质铊单质1.物理性质物理性质Ga,In,Tl都是银白色软金属，都是银白色软金属，比铅软。比铅软。m.p.都很低。都很低。Ga熔点熔点29.78，在手中融化在手中融化,但但Gab.p.为为2070，以液相存在温度范围最大。，以液相存在温度范围最大。Hg处于液体温处于液体温度范围度范围:-38-356。第41页2.2.化学性质化学性质化学性质化学性质和非氧化性酸反应和非氧化性酸反应2Ga+3H2SO4Ga2(SO4)3+3H2(In反应相同反应相同)2Tl+H2SO4Tl2SO4+H2 和氧化性酸反应和氧化性酸反应Ga+6HNO3Ga(NO3)3+3NO2+3H2O(In相同相同)Tl+2HNO3TlNO3+NO2+H2O不能氧化到不能氧化到Tl(III)和碱反应和碱反应2Ga+2NaOH+2H2O2NaGaO2+3H2 两性两性第42页4.24.2氧化物及氢氧化物氧化物及氢氧化物氧化物及氢氧化物氧化物及氢氧化物 Ga2O3和和Ga(OH)3：两性偏酸、两性偏酸、Ga(OH)3可溶于可溶于NH3H2O,Al(OH)3不溶于不溶于NH3H2O,所以所以Ga(OH)3酸性比酸性比Al(OH)3强。强。In2O3和和In(OH)3几乎无两性表现，几乎无两性表现，In2O3溶于溶于酸，但不溶于碱。酸，但不溶于碱。按按Ga(OH)3、In(OH)3、Tl(OH)3次序次序,越来越越来越易脱水易脱水,生成氧化物生成氧化物:2M(OH)3M2O3+3H2O以致于以致于Tl(OH)3几乎不存在。几乎不存在。第43页TlTl2 2OO3 3易分解易分解易分解易分解:Tl2O3(棕黑色棕黑色)Tl2O(黑色黑色)+O2(加热加热)Tl2O易溶于水，形成易溶于水，形成TlOH也易溶于水也易溶于水:Tl2O(黑黑)+H2O2TlOH(黄黄)在在氢氧化物中氢氧化物中,TlOH是强碱是强碱(但不如但不如KOH);Ga(OH)3酸性最强。酸性最强。4.3Tl(III)4.3Tl(III)盐类氧化性盐类氧化性盐类氧化性盐类氧化性 Tl有有(III)和和(I)盐及化合物盐及化合物,Ga(I)和和In(I)难生成难生成,而而Al(I)不存在。不存在。MF3为离子型化合物，其为离子型化合物，其余卤化物为共价型，余卤化物为共价型，b.p.低，因为惰性电子对效应低，因为惰性电子对效应,Tl(III)有较强氧化性。有较强氧化性。第44页TlX与与AgX相同，难溶，光照分解；相同，难溶，光照分解；Tl(I)与变形与变形性小阴离子成盐时，与性小阴离子成盐时，与K+、Rb+等相同，如等相同，如Tl2SO4易易溶于水，易成矾。溶于水，易成矾。第45页硼族元素卤化物比较硼族元素卤化物比较1.BX3、AlX3稳定，其余逐步不稳定；稳定，其余逐步不稳定；2.GaXInXTlX稳定性增加；稳定性增加；3.GaCl2反磁性，无成单电子，因其结构为反磁性，无成单电子，因其结构为Ga(I)Ga(III)Cl4；InCl2情况与之相同。情况与之相同。第46页镓分族元素氧化物比较镓分族元素氧化物比较镓分族元素氧化物比较镓分族元素氧化物比较1.Ga、In、Tl氧化物可由单质与氧加热制备氧化物可由单质与氧加热制备2.Tl2O3最轻易被还原；最轻易被还原；3.Ga-O体系相同于体系相同于Al-O体系，存在体系，存在 型和型和 型型Ga2O3；4.Ga(OH)3、In(OH)3含有两性，但较弱；含有两性，但较弱；5.Tl(OH)3不存在，但在溶液中不存在，但在溶液中存在存在配离子，如：配离子，如：6.Tl(OH)(H2O)52+和和Tl(OH)2(H2O)4+。第47页13-513-5惰性电子对效应和周期表中斜线关系惰性电子对效应和周期表中斜线关系惰性电子对效应和周期表中斜线关系惰性电子对效应和周期表中斜线关系5.15.1惰性电子对效应惰性电子对效应惰性电子对效应惰性电子对效应含有价电子构型为含有价电子构型为s2p0-6元素，其元素，其s电子对不易电子对不易参加成键而常形成参加成键而常形成+(n-2)氧化态化合物，而其氧化态化合物，而其+n氧化氧化态化合物要么不易形成，不然就是不稳定态化合物要么不易形成，不然就是不稳定(n:族数族数)。这是西奇维克这是西奇维克(sidgwick)最早认识到。最早认识到。同一族中，各元素同一族中，各元素s电子正确惰性随原子序数增电子正确惰性随原子序数增加而增加，这在第六周期里表现得尤其显著。如：加而增加，这在第六周期里表现得尤其显著。如：IIIA族族Tl(I)化合物比化合物比Tl(III)化合物稳定。化合物稳定。产生惰性电子正确原因仍探讨之中，尚需完善。产生惰性电子正确原因仍探讨之中，尚需完善。产生惰性电子正确原因仍探讨之中，尚需完善。产生惰性电子正确原因仍探讨之中，尚需完善。第48页5.25.2斜线斜线斜线斜线(对角对角对角对角)关系关系关系关系对比周期系中元素性质，发觉对比周期系中元素性质，发觉:相邻两个族中，左上右下相邻两个族中，左上右下,对角线元素性质相对角线元素性质相同同 对角关系。周期系中如上三对元素对角关系对角关系。周期系中如上三对元素对角关系显著。显著。对角关系主要是从性质总结出来经验规律对角关系主要是从性质总结出来经验规律,可从可从含有含有相同离子势相同离子势来粗略解释。来粗略解释。Li Be B C Na Mg Al Si 第49页对角元素性质相同性对角元素性质相同性对角元素性质相同性对角元素性质相同性仅以仅以B和和Si这一对元素为例列举以下这一对元素为例列举以下:性质性质BSi单质晶型单质晶型原子晶体原子晶体原子晶体原子晶体与与NaOH作用作用NaBO2+H2Na2SiO3+H2含氧酸含氧酸弱酸弱酸弱酸弱酸含氧酸盐含氧酸盐多数难溶且有色多数难溶且有色如如“硼砂珠试验硼砂珠试验硼砂珠试验硼砂珠试验”多数难溶且有色，多数难溶且有色，如如“硅酸盐花园硅酸盐花园硅酸盐花园硅酸盐花园”第50页硼族元素小结硼族元素小结一一.B成键特征：成键特征：（一）共价成键为主；（一）共价成键为主；（二）缺电子原子，形成多中心、缺电子键，形成（二）缺电子原子，形成多中心、缺电子键，形成多面体；例多面体；例-菱形硼、菱形硼、B2H6；（三）是亲（三）是亲F、亲、亲O元素；元素；二二.Lipscomb硼烷成键五要素，硼烷分子成键情况分析硼烷成键五要素，硼烷分子成键情况分析第51页三三.硼酸及其盐：硼酸及其盐：（一）（一）H3BO31.晶体结构；晶体结构；2.化学性质：化学性质：(1)一元一元Lewis酸；酸；(2)与多醇反应后，酸性与多醇反应后，酸性；(3)和单元醇反应生成可挥发易燃硼酸酯。和单元醇反应生成可挥发易燃硼酸酯。（二）硼砂（二）硼砂Na2B4O5(OH)48H2O1.晶体结构；晶体结构；2.化学性质：化学性质：（1）水解成碱性，一级标准缓冲溶液；）水解成碱性，一级标准缓冲溶液；（2）硼砂珠试验）硼砂珠试验判定金属离子。判定金属离子。四四.卤化硼卤化硼BX3：Lewis酸性次序及原因酸性次序及原因(重点重点)第52页五五.铝分族铝分族（一）还原性：（一）还原性：AlGaInTl强强弱弱（二）铝单质（二）铝单质1.强还原性；强还原性；2.是亲是亲O元素；元素；3.两性（重点）两性（重点）Al+H+Al3+H2Al+OH-Al(OH)4-+H2（三）氧化物及其水合物酸碱性改变；（三）氧化物及其水合物酸碱性改变；（四）卤化物：（四）卤化物：1.Al2Cl6(l,g)结构；结构；2.无水无水AlCl3制备方法（制备方法（含含“反应耦合反应耦合”等等3种方法重种方法重点点）第53页七七“次周期性次周期性”小结（重点）小结（重点）（一）（一）第二周期元素（第二周期元素（N、O、F）1.EA1 NP、OS、FCl2.键离解能：键离解能：N-NP-P、O-OS-S、F-FPP、O=OS-S、F-HCl-H（二）第四面期元素：指其一些化合物氧化性尤其高。（二）第四面期元素：指其一些化合物氧化性尤其高。氧化性：氧化性：H3PO4（非氧化性酸）（非氧化性酸）H3AsO4,SO2TeO2因为因为SO2+SeO2SO42-+SeH2SO4H6TeO6HClO4H5IO6因为要在碱性介质中制因为要在碱性介质中制BrO4-盐盐第54页 而而PbCl4PbCl2+Cl2TlCl3TlCl+Cl22.NaBiO3(s)+Mn2+H+MnO4-+Bi3+PbO2(s)+Mn2+H+MnO4-+Pb2+而而Tl3+无此反应，无此反应，(Tl3+/Tl+)=1.24V,(MnO4-/Mn2+)=1.49V（三）（三）第六周期元素：第六周期元素：6s2惰性电子对效应惰性电子对效应 Bi2S5、BiCl5、BiBr5、BiBr5、BiI5；1.不存在不存在 PbS2、PbBr4、PbI4；Tl2S3、TlBr3、Tl(III)I3 第55页作业作业:P427-4282、3、8、9、10、11、12、13、14、22。第第13章章硼族元素硼族元素第56页谢谢大家！谢谢大家！第57页