2023届高三无机化学竞赛15.硼族元素 课件

第15章 硼族元素 15.1概述 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 15.2 硼族元素的单质 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） 15.3硼族元素的化合物 15.3.1硼的氢化物------硼烷 分类：BnHn+4和 BnHn+6 例：B2H6 B4H10 乙硼烷 丁硼烷 有CH4，但无BH4 最简单的硼烷：B2H6 1.硼烷的结构 利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。 （氢桥） 记作： 要点：B的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。 2.硼烷的性质 (1) 自燃 高能燃料，剧毒 (2) 水解 含硼化合物燃烧 火焰呈现绿色 (3) 加合反应 (4) 被氯氯化 15.3.2 三氧化二硼 1.分类 B(无定形) B2O3 H3BO3 O2 Mg或Al +H2O -H2O 2.制备： 原子晶体：熔点460C 无定形体：软化 3.性质： B2O3 2HBO2 2H3BO3 偏硼酸 (原)硼酸 xB2O3·yH2O 多硼酸 +H2O +H2O -H2O -H2O 15.3.3卤化物 (1) BX3结构： B：sp2杂化 (2) BX3性质： 水解： BX3是以形成大π键来满足对电子的要求 由于有空轨道,可接受外来电子,均为Lewis酸 C5H5N(l)+BX3(g) C5H6N: BX3 △rH(kJ·mol－1) BF3(g) = －143 BCl3(g) = －189 BBr3(g) = －217 BF3+NH3 == F3B:NH3 BF3+ HF == H+[BF4]－ 酸性强:BF3<BCl3<BBr3<BI3 π4 6 15.3.4 硼酸及其盐 B：SP2杂化；存在分子间氢键； 层与层之间的分子作用力结合。 1. 硼酸 硼酸的性质 (1) 一元弱酸 (固体酸) (2) 与多羟基化合物加合 (3) 受热易分解 2. 硼砂 (Na2B4O7·10H2O) [B4O5(OH)4]2－ B: SP2杂化 SP3杂化 Na2B4O5(OH)4·8H2O 1.性质 : 构成缓冲溶液 pH=9.24 (20 ℃ ) (1) 水解呈碱性 (2) 与酸反应制H3BO3 (3) 脱水成无水盐 （4）硼砂珠试验 2.硼 砂 珠 实 验 硼砂珠实验: △ Na2B4O7 == B2O3+2NaBO2 +) CoO +B2O3 == Co (BO2)2 除氧化物 定性分析 陶瓷、玻璃上釉 制造人造宝石 Na2B4O7+7H2O == 4H3BO3+2NaOH H3BO3+OH－ == B(OH)4－ pH=9.24 Na2B4O7+CoO=2NaBO2·Co(BO2)2 Cr2O3为绿色 Fe2O3为黄色. 缓冲溶液 洗衣粉填料 1. 氧化铝：Al2O3 α- Al2O3 ：刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱