第八章硼族元素选读.ppt

第八章 硼族元素 8.1 硼族元素概述 8.2 硼族元素的单质 8.3 硼的化合物 8.4 铝的化合物 8.5 镓、铟、铊 本章要点： 单质硼的物理化学性质和制备方法。 氧化硼的物理化学性质，硼酸和硼酸盐的结构。 硼砂的结构和有关化学反应。 缺电子化合物卤化硼。 硼烷的结构，成键特征。 P区元素卤化物的结构及相关反应的总结。 金属铝的提取，物理化学性质。 两性化合物Al2O3，Al(OH)3，缺电子体AlX3。 单质镓、铟、铊的物理化学性质。 镓、铟、铊化合物的递变规律（酸碱性，价态的稳定性等） 8.1 硼族元素概述 存在形式 硼族元素的一般性质 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 其它：6 例：Na3AlF6 8.2 硼族元素的单质 单质的制备： 单质的性质： 8.3 硼的化合物 硼的氢化物 硼的含氧化合物 (1)三氧化二硼 (2)硼酸 (3)硼砂 硼的卤化物 氮化硼 1 硼的氢化物------硼烷 硼烷的四种成键要素 硼烷的性质 2 三氧化二硼 3 硼酸 硼酸的性质 4 硼砂 性质: 硼的卤化物 6 氮化硼 8.4 铝的化合物 (1) 氧化铝：Al2O3 (3) 铝的卤化物 (4) 铝的重要化合物 8.5 镓、铟、铊 (1) 氧化物 氢氧化物 卤化物 (4) 其它盐 ? 氧化物 ? 氢氧化物 ? 卤化物 ? 其它重要的铝盐 α- Al2O3 ：刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱 γ- Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、碱，可作为催化剂载体, 有些氧化铝晶体透明， 因含有杂质而呈现鲜 明颜色 红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+) 两性， 在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3- 简便书写为AlO2-或AlO33- (2) 氢氧化铝：Al(OH)3 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 离子键 共价键 共价分子：熔点低,易挥发,易溶于有机溶剂。 易形成双聚物 水解激烈： 潮湿空气中的AlCl3，白烟为NH4Cl 用干法合成AlCl3 Al3+的鉴定：在氨碱性条件下，加入茜素 硫酸铝： 铝钾矾(明矾)： 茜素 磷酸铝： 和 互为等 电子体。可作耐火材料，催化剂载体。 醋酸铝：是染色工业上的媒染剂 利用水解生成Al(OH)3(使染料吸附） ? 氧化物 ? 氢氧化物 ? 卤化物 ? 其它盐 G2O3: Ga(OH)3受热生成G2O3，低温时生成 α-Ga2O3 ，380oC时生成β-Ga2O3 。两性。 In2O3: 能溶于酸，但不溶于碱。 Tl2O3: 加热到100oC是开始分解为Tl2O和O2 Ga2O: 暗棕色粉末，能在室温下稳定存在。 Tl2O: 稳定性Tl+Ga+Al+ * 硼族(ⅢA)：B, Al, Ga, In, Tl 价电子构型：ns2np1 缺电子元素：价电子数价层轨道数 缺电子化合物: 成键电子对数价层轨道数 例如：BF3，HBF4 特点：a. 易形成配位化合物HBF4 HF BF3 b. 易形成双聚物Al2Cl6 硼： 硼硅酸盐（如黄晶CaO?B2O3 ?2SiO2) 硼酸盐 （如硼砂 Na2B4O7 ?5H2O) 铝： 长石、云母、冰晶石、尖晶石、石榴石、绿柱石 刚玉、宝石、铝土矿 镓、铟、铊： 以低浓度存在于硫化物矿中 同素异形体：无定形硼， 晶形硼 棕色粉末, 黑灰色 化学活性高， 硬度大 熔点，沸点都很高。 α-菱形硼（B12） 液态镓的温度范围(熔点、沸点相差2220oC) 是所有单质中最大的，填充在石英管中作成 的温度计测量温区大 硼： (1) 金属还原B2O3 (2) KCl-KF熔剂中电解KBF4 (3)