第16章硼族元素-1要点解析.ppt

第 16 章 硼族元素 乙硼烷（B2H6）通过实验测定，有如下实验事实： 1）乙硼烷分子具有抗磁性（电子均以成对） 2）根据1HNMR检测：两种H，比例4：2（4个H和2个H） 3）2个B与4个H平面 为此，1960年代初，由Lipscomb（李普斯昆）提出了如下乙硼烷的结构，从而解决了乙硼烷的结构问题。 Lewis酸性：与Lewis碱加合 B2H6 + 2CO ══ 2 [H3B←CO] B2H6 +2NH3 ══ [BH2(NH3)2]++ [BH4]- 异 裂 B2H6 + 2R3N： ══ 2H3B←NR3 叔胺 均 裂 当Lewis碱为氨或胺时，B2H6 有两种“裂变”方式： B2O3和金属氧化物共熔融时，生成优特征颜色的硼珠，可用于鉴定金属氧化物。例如： CoO + B2O3 == Co(BO2)2 （深蓝色） 这种鉴定金属氧化物的方法叫做硼砂珠实验。常见硼珠的颜色如下： Cr2O3的硼珠——绿色 CuO的硼珠——蓝色 MnO的硼珠——紫色 NiO的硼珠——绿色 Fe2O3的硼珠——黄色 B：SP2杂化；存在分子间氢键 概念： 硼砂珠实验： 硼砂与B2O3一样，在熔融状态能溶解一些金属氧化物，并依金属的不同而显出特征的颜色，在分析化学中可以用硼砂来作“硼砂珠实验“，鉴定金属离子。 γ-Al2O3 具有强的吸附能力与催化能力 16 － 2 － 3 铝的三卤化物 1.金属单质——都是两性金属 Be+2NaOH+2H2O == Na2Be(OH)4+H2 Na+2NaOH+6H2O == 2NaAl(OH)4+3H2 2.铍和铝都是钝化金属，与冷的浓硝酸作用时在金属表面生成致密的氧化膜而钝化。 3.无水BeCl2和AlCl3都是共价化合物，熔沸点低，易升华，二者气态时都是桥连的二聚体。 16 － 3 镓、铟、铊（了解即可） 硼的含氧酸 硼的含氧酸 xB2O3·yH2O 多硼酸 H3BO3 正硼酸 (简称硼酸) HBO2 偏硼酸 分子式 名称 H2O H3BO3 HBO2 B2O3 △ △ H2O 12-3-3 硼酸及其盐 硼酸 硼酸 分子间通过氢键形成接近六角形的对称层状结构，层与层之间借助微弱的范德华力联在一起因此硼酸晶体为鳞片状 此结构使硼酸具有解离性可用作润滑剂 硼酸具有片层状结构，层与层之间以分子间力联系在一起。因此硼酸晶体有解离性，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（例如甘油）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： O HOCH CH2 CH2 O B O HOCH CH2 CH2 O － 硼酸遇到较强的酸时，显碱性： B(OH)3 + H3PO4 == BPO4 + 3H2O H3BO3 ＋ 3 CH3OH B(OCH3)3 ＋ 3 H2O H2SO4 燃烧绿色火焰 可鉴别硼酸及盐 硼酸的鉴定： 此鉴定实验用乙醇代替甲醇亦可。 2 硼砂及其它硼酸盐 [B4O5(OH)4]2－ B: sp2 杂化 sp3 杂化 硼砂 化学式为Na2B4O5(OH)4·8H2O 习惯用Na2B4O7·10H2O表示 无色透明晶体，在空气中易风化失水 加热至350~400℃脱水成为Na2B4O7, 878℃ 熔融, 冷却后成玻璃状物质, 即硼砂玻璃 易溶于水, 其溶解度随温度升高而增大 易水解，水溶液呈碱性 4BO2 + H2O B4O7 + 2OH - B4O7 + 7H2O 4H3BO3 + 2OH - - 2- 2- 硼砂晶体在空气中易失去水而风化。受热到400 ?C左右，将失去 8 个结晶水和 2 个羟基水，形成化学式为 Na2B4O7 的无水盐。 硼砂本身为缓冲溶液，在洗衣粉中作填料。 Na2B4O7 ＋ 7 H2O 4 H3BO3 ＋ 2 NaOH H3BO3 ＋ OH－ B(OH)4－ pH ＝ 9.24 硼砂与水反应总反应式： B4O5(OH)42- + 5H2O == 2H3BO3 + 2B（OH)