第16章 硼族元素（课件）- 《无机化学》同步教学（吉林大学版）

本章教学基本要求 第十六章 硼族元素 1．掌握硼的单质及其重要化合物(简单氢化物、卤化物 、含氧酸及其盐)的结构、性质、制备和用途。 2．认识硼及其化合物的缺电子特性及其对物质性质的 影响。 3. 铝、铝分族单质及其化合物的重要性质。 Chapter 16 The Boron Family Elements Boron (B) Aluminum (Al) Gallium (Ga) Indium (In) Thallium (Tl) 2024/1/14 1 硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl 价电子构型：ns2np1，一般氧化态+3，随原子序数增加，ns2电子对趋于稳定，生成低氧化态(+1)倾向增强。例如Tl+比Tl3+稳定。Tl(I) 化合物具有较强离子键特征。 硼原子半径小，电负性大，+3价化合物共价性大。 缺电子元素：价电子数 < 价层轨道数 缺电子化合物：有很强的接收电子的能力，具有自身聚合和形成配合物的能力。例如：BF3，H3BO3。 硼氧键的特殊稳定性。 §16.1 硼族元素的通性 2024/1/14 2 缺电子化合物特点： b. 易形成双聚物Al2Cl6 HF BF3 a. 易形成配位化合物HBF4 2024/1/14 3 元素 性质 B Al Ga In Tl 原子半径/pm 82 118 126 144 148 离子半径/pm(+3) 20 50 62 81 95 第一电离势 kJ/mol 800.6 577.6 578.8 558.3 589.3 第二电离势 2427 1817 1979 1821 1971 第三电离势 3660 2745 2963 2705 2878 电子亲合能kJ/mol 29 48 48 69 117 电负性 2.04 1.61 1.81 1.78 1.62 电子层结构 2S22P1 3S23P1 4S24P1 5S25P1 6S26P1 表16-1 硼族元素的基本性质 2024/1/14 4 性质： Al Ga In Tl 价电子结构: 3s23p1 (n-1)d10ns2np1 (n = 4, 5) (4f105d10)6s26p1 (6s2惰性电子对效应） +3 [ +3，+1 ] +1 低价态稳定性↑，高价态氧化性↑ （同IVA、VA族） 基本性质  A /V （据书P769, 图16-1 ） M 3+ / M H3BO3/B -0.73 -1.66 -0.517 -0.35 +0.713 B Al Ga In Tl 活泼性减弱 2024/1/14 5 2024/1/14 6 硼在自然界主要以各种硼酸盐形式的矿存在，如最常见的硼砂Na2B4O7.10H20，方硼石2Mg3B8O15.MgCl2，白硼钙石Ca2B601l.3H20等，我国辽宁等地有硼镁酸盐矿床。铝在自然界主要以铝矾土矿形式存在，它是一种含有杂质的水合氧化铝矿，我国山东等地有铝的矿藏。镓、姻、铊均无它们自己的单独矿物，以杂质形式共生于其它矿中，如镓存在于铝矾土和煤中，铟和铊存在于闪锌矿中。 2-2、单质 2-1自然界的分布 ⅱ、-菱形硼结构：（书P.769~780。原子晶体， 结构单元：B12） B12结构：正二十面体，12个顶点B原子，3×12=36个价电子。 （1）硼单质 ⅰ、同素异性体： 无定形硼（棕色粉末） 晶体硼：最重要-菱形硼（黑灰色） §16-2硼族元素的单质及其化合物 2024/1/14 7 1． 与外部B12 成键： （1）腰部： 6个B原子与同一平面内相邻的另6个B12共形成6个3c-2e键，用去6×2/3e = 4e 。 （2）顶部和底部： 顶部和底部各3个B原子与上一层3个B原子和下一层3个B原子共形成6个正常B-B 2C-2e键，共用去6×（2/2）e = 6e 。 与外部B12 成键共用去4e + 6e = 10 e 2 . B12 单元内部成键 ： 由“多面体顶角规则”确