硼族元素教学课件.ppt

一、组成 BnHn+4 和BnHn+6 , 共20多种。 二、命名：同碳烷 BnHn+4 B2H6 B5H9 戊硼烷-9 B16H20 BnHn+6 B5H11 戊硼烷-11 乙硼烷 B1~B10 甲、乙、…… 辛、壬、癸） 十六硼烷 （B11以上：十一 ……） 若原子数目相同，而H原子数目不同： B5H9 戊硼烷-9 B5H11 戊硼烷-11 §5-3 硼烷 空气中允许的最高浓度10-6（ppm） COCl2 光气 1 HCN 氰化氢 10 B2H6 0.1 四、分子结构： 困扰化学界几十年的难题，1960年代初由Lipscomb 李普斯昆解决。 1. 乙硼烷B2H6 价电子数：3×2 + 1×6 = 12 则2个BH3之间不结合，且每个B成键后仅 6 e → 不合理！ 若 三、毒性大 推测B2H6 分子结构示意图 B-H 正常?键，键长119 pm； B-H-B 3c-2e 键（H桥键）， 是具有缺电子性质的?键。 B2H6分子存在“多中心缺电子键”，即3c-2e bond (3 center-2 electorn bond)。 H桥 B-H-B 键 B sp3杂化 激发 MO法：B2H6中B–H–B 3c-2e键的形成 氢键和氢桥键有什么不同？ 氢 键 氢 桥 结合力的类型 主要是静电作用 共价键（三中心二电子键） 键 能 小（与分子间力相近） 较大（小于正常共价键） H 连接的原子 电负性大，半径小的原子， 缺电子原子，主要是B 主要是F、O、N 与H相连的原子的对称性 不对称（除对称氢键外） 对 称 Solution B:H : : H H 如果 BH3 分子存在的话，则其结构为 B 还有一个空的 2p 轨道未参与成键，故从能量来说 BH3 是不稳定体系。B2H6 中所有的价轨道都用来成键，分子的总键能比两个 BH3 的总键能大，故 B2H6 比 BH3 稳定（二聚体的稳定常数为106）。 BX3 中 B 以 sp2 杂化，形成 ? 键后，垂直于分子平面 B 与3 个 F 原子p 轨道互相平行，形成了 大π键，使 BX3 获得额外的稳定性。但 BH 中 H 原子没有像 F 原子那样的 p 轨道，故不能生成π键 。 B:H : : H H 为什么硼的最简单氢化物是 B2H6 而不是 BH3 ？但硼的卤化物能以BX3形式存在？ Solution 成键轨道的图解见教材p.158表5-2 2. Lipscomb（李普斯昆）硼烷成键五要素 1960年代初，Harvard University的William N. Lipscomb提出，1976年获Nobel Prize in Chemistry. 硼烷中有 5种键型 （1）价轨道数：4×5 + 1×9 = 29 5B 9H （2）价电子数 3×5 + 1×9 = 24 5B 9H 5个端基 B-H 2c-2e键: 2e×5 =10 e 4个桥式B-H-B 3c-2e键: 2e×4 = 8 e 合计: 24 e, 占有12个成键分子轨道。 先易后难：先端基键，再3c-2e键，最后B-