内蒙古民族大学无机化学吉大武大版-第13章硼族元素课件.ppt

第十三章 硼族元素 成键特征：易形成多中心键 B原子的价电子数(3)少于价层轨道数(4)，这种 原子称缺电子原子。所谓多中心键就是指较多的原 子靠较少的电子结合起来的一种离域的共价键。 在硼单质或硼化合物中，共存在有5种类型的成 键方式： 性 质： 从 F，Cl，Br 的电负性考虑， BX3 的酸性本应按上述顺序减弱，这是由于BX3 的平面三角形分子结构和垂直于平面的 p 轨道形成的π键强弱是随 F，Cl，Br 的顺序而减弱的缘故。 BX3 酸性的大小顺序为什么是： BF3 BCl3 BBr3 在三卤化硼中，每个卤原子的P电子对都有可能同B的空P轨道形成P-P?键，所以BX3中的B—X键长比正常的键长要短，这个P-P?键应当容易受到路易斯碱的进攻而发生反应 BX3分子能稳定存 在的原因是由于X 原子能提供电子对 与B空P轨道形成形 成P-P ?键，H原子 没有电子对，所以 BH3不能稳定存在 水解： 制备: (1)置换法 B2O3 + 6HF = 2BF3 (g) + 3H2O BF3 (g) + AlCl3 = AlF3 + BCl3 (2) 卤素与 B 直接反应 2 B + 6 HCl === 2 BCl3 + 3 H2O B2O3 + 3 Cl2 + 3 C === 2 BCl3 + 3 CO 2B + 3 X2 === 2 BX3 （BI3 除外） §13-3 铝的单质及其化合物 3.1 铝的单质 银白色有光泽金属，密度2.7g/cm3, m.p. 930K, b.p. 2740K，具有良好的延展性和导电性。可用来制造日用器具、合金、电器设备等。 化学反应： 4Al + 3O2 = 2Al2O3 - 3339 kj/mol (铝热还原法原理) 2Al + 3S = Al2S3 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAl(OH)4 + H2? NaAlO2 Cathode reaction (阴极反应) Al3+(melt) + 3e- → Al(l) Anode reaction (阳极反应) 2O2-(melt) + C(s,gr) → CO2(g) + 4e- 4Al3+ (melt) + 6O2- (melt) + 3C(s, gr) → 4Al(l)+3CO2(g) 单质铝的制备 Cryolite(冰晶石,Na3AlF6) +alumina(氧化铝，矾土)，950°C melted! (1886) 1A, 80h → 1mol Al (27g) (两个易拉罐)，耗电！ 阴极 阳极 (1) 氧化铝：Al2O3 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，可作催化剂载体。 红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+) 3.2 铝的化合物 有些氧化铝晶体透明， 因含有杂质而呈现鲜 明颜色。 (2) 氢氧化铝： Al(OH)3 两性化合物， 在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3- 简便书写为AlO2-或AlO33- 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 　　气相AlCl3, 有双聚分子, 有配位键, 或认为中央是形成三中心四电子的氯桥键. (3) 铝的卤化物 用干法合成AlCl3： 水解激烈： 潮湿空气 中的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：1, 2 -二羟基蒽醌 ? (4) 铝的重要化合物 §13-4 镓、铟、 铊的单质和化合物 4.1 镓、铟、 铊的单质 1. 物理性质　　Ga, In, Tl 都是银白色的软金属， 比铅软。m.p. 都很低。Ga 熔点29.78℃， 在手中融化, 但 Ga 的b.p. 为2070℃，以液相存在的温度范围最大。 Hg 处于液体的温度范围: -38 - 356℃。 2. 化学性质 和非氧化性酸反应  2Ga + 3H2SO4 ＝ Ga2(SO4)3 + 3H2? (In的反应相同) 2Tl + H2SO4 ＝ Tl2SO4 + H2 ? 和氧化性酸反应 Ga + 6HNO3 ＝ Ga(NO3)3 + 3NO2 ? + 3H