16硼族元素.ppt

16-1硼族元素的通性 通性见表16-1 电子构型nS2nP1 （缺电子性） 主要氧化数：+3 键能见表16-2 B-O键561Kj/mol最大 金属铝 单质铝 银白色、有光泽、能导电、具有延展性的活泼金属 d=2.7g/cm-3 mp=930K bp=2740K 4Al+3O2=2Al2O3 △H°=-3339kj/mol 2Al+3S=Al2S3 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑ 可以是脱水产物NaAlO2或多聚物等 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ Al+HNO3,H2SO4(冷、浓)→钝化 2-2单质的制备 B:Mg2B2O5·H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg(OH)2 4NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O7·10H2O Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO4 H3BO3=B2O3+3H2O B2O3+3Mg=2B+3MgO 2BI3=2B+3I2 Al:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 2Na[Al(OH)4]+CO2=2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 2 Al2O3 +Na3F6,e= 4Al+3O2 2-2 硼的氢化物（硼烷） 2-4 卤化物和氟硼酸 碳化物 硅化物 硼化物 　　工业上用下面方法制取AlCl3。 Al（熔融）+2Cl2===2AlCl3 Al2O3+3Cl2+3C===2AlCl3+3CO 　　湿法：2Al+6HCl===2AlCl3+H2? 　　用湿法只能制得AlCl3·6H2O。 　　以铝灰和盐酸(适量)为主要原料，在控制的条件下制得一种碱式氯化铝。它是由介于AlCl3和Al(OH)3之间一系列中间水解产物聚合而成的高分子化合物，且有桥式结构，它有强的吸附能力，用作高效净水剂。 Al+HCl+H2O→[Al2(OH)nCl6-n]m 　　 　　2. 硫酸铝和明矾 　　无水硫酸铝Al2(SO4)3为白色粉末。从水溶液中得到的为Al2(SO4)3·18H2O。将纯Al(OH)3溶于热的浓H2SO4或者用H2SO4直接处理铝土矿或粘土都可以制得Al2(SO4)3。 　　硫酸铝易与K+、Rb+、Cs+、NH4+和Ag+等的硫酸盐结合形成矾，其通式为MAl(SO4)2·12H2O(M表示一价金属离子)。 　　硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O叫做铝钾矾，俗称明矾，它是无色晶体。 　　铍铝的相似性： 　　（同学们自己比较其性质） * * 第16章 硼族元素 硼铝的成键特征 对角关系 硼铝的结构与性质 硼烷 硼铝含氧化合物 卤化物和氟硼酸 硼的成键特征 　　硼及其化合物结构上的复杂性和键型上的多样性，丰富和扩展了现有的共价键理论，因此，硼及其化合物的研究在近年来获得了迅速发展。 　　无定形硼为棕色粉末，它比晶态硼活泼。几乎所有制备硅的方法都适用于制硼。例如用H2还原硼的卤化物可以制得纯的晶态硼，晶态硼不光有灰黑色，且有黄色、亮红色的同素异形体，其颜色随结构含杂质不同而异。 　　硼原子的特征： 　　硼原子的价电子构型是2s22p1，2s上的一个电子激发到2p轨道上后仍有一个空的p轨道，故易接受电子对。 　　象碳原子一样，硼原子采取sp2（如BCl3）还是采取sp3(如BF4-)杂化，取决于其配位数。 　　硼与硅的半径相近，离子极化力接近，所以有许多性质相似。与硅一样它不能形成多重键，而倾向于形成聚合体。 　　硼原子成健有三大特性： 　　(1)共价性——以形成共价化合物为特征； 　　(2)缺电子——除了作为电子对受体易与电子对供体形成?配键以外，还有形成多中心键的特征；（硼的化学性质主要表现在其缺电子性上） 　　(3)多面体习性——晶态硼和许多硼的化合物为多面体或多面体的碎片而成笼状或巢状等结构。 　　无定形和粉末状硼的性质 　　(1)它易在氧中燃烧: 4B+3O2===2B2O3 ?rH?=-2887kJ·mol-1 　　因与氧结合能力极强，所以它在炼钢工业中用作去氧剂。 　　(2)与非金属作用：硼能与F2(在室温下)、Cl2、Br2、S、N2(高温下)反应，分别得到BF3、BCl3、BBr3、B2S3和BN(在空气中燃烧有少量此产物）。它不与H2作用。 16-2硼族元素的单质和化合物 　　2-1 单质硼 晶态硼有多种变体，它们都以B12正二十面体为基本结构单元，属于原子晶体。因此，硼的硬度大，熔点、沸点高，化学性质也不活泼。 973K 　　(2)与非金属作用：硼能与F2(在室温下)、Cl2、Br2、S、N2(高温下)反应，分别得到BF3、BCl3、BBr3、B2S3和B