2026届高三化学一轮复习讲义高考热点12：B、Al原子的缺电子结构

高考热点12　B、Al原子的缺电子结构 【知识梳理】 B和Al元素所有价电子拆开成键后,仍然不满足8电子稳定结构,因此为缺电子原子。缺电子原子形成的共价化合物容易接受共用电子对形成配位键。典型的物质有AlCl3、B(OH)3、Al(OH)3等。 1.AlCl3的结构与性质 (1)AlCl3熔点、沸点都很低,且会升华,易溶于乙醚等有机溶剂,因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电,AlCl3晶体属于分子晶体,故制备铝时不用AlCl3电解。 (2) AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时,都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图,其中每个铝原子均为sp3杂化,各有1条空的轨道,氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在,桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时,与另一个铝原子的空轨道发生配位,形成σ配位键。 (3)AlCl3能与Cl-生成AlC:AlCl3(aq)+Cl-(aq)===AlC(aq) (4)与Al2Cl6类似,AlC、Na3AlF6、[Al(OH)4]-中均存在配位键。 2.硼酸的结构和性质 硼酸,是一种无机化合物,化学式为H3BO3,为白色结晶性粉末,有滑腻手感,无气味,大量用于玻璃工业,可以改善玻璃制品的耐热、透明性能,提高机械强度,缩短熔融时间,也可用作防腐、消毒剂。 硼酸是一元极弱酸,其酸性来源不是本身给出质子,由于硼是缺电子原子,能加合水分子的氢氧根离子,而释放出质子。利用这种缺电子性质,加入多羟基化合物(如甘油醇和甘油等)生成稳定配合物,以强化其酸性。硼酸显酸性原因:H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。 【热点训练】 1.(2024·天津阶段练)BF3(三氟化硼)熔点-127 ℃,沸点-100 ℃,水解生成H3BO3(硼酸,结构如图)和HBF4(氟硼酸),与氨气相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是(　　) A.BF3和B中心硼原子杂化方式不同 B.1 mol H3BO3晶体含有6 mol氢键 C.酸性:H3BO3<H2CO3<HNO3 D.BF3·NH3结构式为 2.(2024·上海阶段练)硼酸(H3BO3)为一元弱酸,广泛用于玻璃、医药等工业。已知:Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]-+H+,则H3BO3的电离方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  酸性:H3BO3　　　　Al(OH)3(填“>”或“<”)。  3.(2024·上海卷)已知AlBr3可二聚为如图所示的二聚体: 该二聚体中存在的化学键类型为　　　　。  A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键 将该二聚体溶于CH3CN中生成[Al(CH3CN)2Br2]Br(结构如图所示),已知配离子的结构为四面体形,则其中心原子的杂化方式为　　　　　　,其中配体是　　　　　　　　;1 mol 该配合物中有　　　　 mol σ键。  Br- 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高考热点12　B、Al原子的缺电子结构 【知识梳理】 B和Al元素所有价电子拆开成键后,仍然不满足8电子稳定结构,因此为缺电子原子。缺电子原子形成的共价化合物容易接受共用电子对形成配位键。典型的物质有AlCl3、B(OH)3、Al(OH)3等。 1.AlCl3的结构与性质 (1)AlCl3熔点、沸点都很低,且会升华,易溶于乙醚等有机溶剂,因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电,AlCl3晶体属于分子晶体,故制备铝时不用AlCl3电解。 (2) AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时,都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图,其中每个铝原子均为sp3杂化,各有1条空的轨道,氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在,桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时,与另一个铝原子的空轨道发生配位,形成σ配位键。 (3)AlCl3能与Cl-生成AlC:AlCl3(aq)+Cl-(aq)===AlC(aq) (4)与Al2Cl6类似,AlC、Na3AlF6、[Al(OH)4]-中均存在配位键。 2.硼酸的结构和性质 硼酸,是一种无机化合物,化学式为H3BO3,为白色结晶性粉末,有滑腻手感,无气味,大量用于玻璃工业,可以改善玻璃制品的耐热、透明性能,提高机械强度,缩短熔融时间,也可用作防腐、消毒剂。 硼酸是一元极弱酸,其酸性来源不是本身给出质子,由于硼是缺电子原子,能加合水分子的氢氧根离子,而释放出质子。利用这种缺电子性质,加入多羟基化合物(如甘油醇和甘油等)生成稳定配合物,以强化其酸性。硼酸显酸性原因:H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。 【热点训练】 1.(2024·天津阶段练)BF3(三氟化硼)熔点-127 ℃,沸点-100 ℃,水解生成H3BO3(硼酸,结构如图)和HBF4(氟硼酸),与氨气相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是(　　) A.BF3和B中心硼原子杂化方式不同 B.1 mol H3BO3晶体含有6 mol氢键 C.酸性:H3BO3<H2CO3<HNO3 D.BF3·NH3结构式为 答案　B 解析　BF3中心原子价层电子对数为3+(3-3×1)=3,B中心原子价层电子对数为4+(3+1-4×1)=4,二者中心硼原子杂化方式不同,故A正确;1个H3BO3参与6个氢键的形成,每个氢键形成于两个硼酸分子之间,则1 mol H3BO3晶体中含有6 mol×=3 mol氢键,故B错误;非金属性是氮大于碳,碳大于硼,所以最高价含氧酸的酸性是HNO3>H2CO3>H3BO3,故C正确;NH3中N原子为sp3杂化,N原子上有一个孤电子对,BF3中B原子为sp2杂化,杂化轨道与F原子形成3个共价键,故有一个2p空轨道,与NH3形成配位键,BF3·NH3结构式为,故D正确。 2.(2024·上海阶段练)硼酸(H3BO3)为一元弱酸,广泛用于玻璃、医药等工业。已知:Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]-+H+,则H3BO3的电离方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  酸性:H3BO3　　　　Al(OH)3(填“>”或“<”)。  答案　H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+　> 解析　硼酸(H3BO3)为一元弱酸,根据已知条件,则H3BO3的电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+;H3BO3为一元弱酸,而氢氧化铝属于两性氢氧化物,所以硼酸的酸性强于氢氧化铝。 3.(2024·上海卷)已知AlBr3可二聚为如图所示的二聚体: 该二聚体中存在的化学键类型为　　　　。  A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键 将该二聚体溶于CH3CN中生成[Al(CH3CN)2Br2]Br(结构如图所示),已知配离子的结构为四面体形,则其中心原子的杂化方式为　　　　　　,其中配体是　　　　　　　　;1 mol 该配合物中有　　　　 mol σ键。  Br- 答案　A　sp3　CH3CN、Br-　14 解析　根据该二聚体的结构可知,Br和Al以极性共价键相连,故A符合题意。根据配离子的结构为四面体形可知,中心原子Al采取sp3杂化,其中配体为CH3CN和Br-,1个共价单键含1个σ键,1个碳碳三键含有1个σ键和2个π键,故1 mol该配合物中含有14 mol σ键。 学科网（北京）股份有限公司 $$