第13章 硼族元素要点解析.ppt

第 13 章 硼族元素 B：SP2杂化；存在分子间氢键 γ-Al2O3 具有强的吸附能力与催化能力 13 － 2 － 3 铝的三卤化物 13 － 3 镓、铟、铊 * * IIIA B Al Ga In Tl ns2np1 B 为非金属，Al、Ga、In、Tl 是金属。 常见氧化态：B、Al、Ga ＋3 In ＋1，＋3 Tl ＋1 最大配位数：B： 4 HBF4 其它：6 Na3AlF6 硼族元素的最大特征是缺电子元素，可形成缺电子化合物。 13 － 1 硼单质及其化合物 晶形硼 无定形硼 黑灰色 棕色粉末 熔点，沸点都很高 硬度大 化学活性高 13 － 1 － 1 硼单质 1 硼的同素异形体 α-菱形硼(B12)结构 2 单质硼的化学性质 2 B ＋ 3F2 2 BF3 4 B ＋ 3O2 2 B2O3 2 B ＋ 6 H2O(g) 2 B(OH)3 ＋ 3 H2↑ 2 B ＋ N2 2 BN 2 B ＋ 3 Cl2 2 BCl3 2 B ＋ 3 S B2S3 B ＋ 3 HNO3(浓) B(OH)3 ＋ 3 NO2↑ 2 B ＋ 3 H2SO4 (浓) 2 B(OH)3 ＋ 3 SO2↑ 2 B ＋ 2 NaOH＋3 KNO3 2 NaBO2＋3 KNO2＋H2O 13 － 1 － 2 硼的氢化物 最简单的硼烷是 B2H6 2 BH3(g) ＝ B2H6(g) △rH ＝ －148 kJ·mol－1 sp3 三中心两电子氢桥键 B B H H H H H H 119pm H B B H H H H H 133pm B2H6 (g) ＋ 3 O2 (g) B2O3 (s) ＋ 3 H2O (l) B2H6 (g) ＋ 6 Cl2 (g) BCl3 (l) ＋ 6 HCl (g) B2H6 ＋ 6 H2O 2 H3BO3 ＋ 6 H2 硼烷中有 五种键型 硼氢键 B－H 硼硼键 B－B 氢桥键 B B H 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 *量子化学研究认为此种键可以不予考虑 癸硼烷-14(B10H14)的键联 关系示意图 13 － 1 － 3 硼的含氧化合物 1 B2O3 和 H3BO3 B2O3 是最难结晶的物质之一。在红热条件下硼酸脱水只能得到玻璃态的 B2O3，只有在较低的温度下、极其缓慢地脱水才能得到 B2O3 晶体。 若水量不充足，如遇到热的水蒸气或潮气时 B2O3 ＋ H2O ( g ) 2 HBO2 ( g ) B2O3易溶于水生成硼酸，粉末状的B2O3可用作吸水剂 B2O3＋ 3 H2O 2 H3BO3 (aq) 硼酸具有片层状结构，层与层之间以分子间力联系在一起。因此硼酸晶体有解理性，可作为润滑剂。 H3BO3是Lewis酸，是一元酸。 OH OH OH B ＋ Ｈ2O OH B OH OH OH － ＋ H＋ 硼酸酸性很弱，Ka＝5.8×10－10，加入多羟基化合物可增加酸性。这是因为加入的物质可以与B(OH)4－结合成很稳定的物质，如：