第十六章硼族元素课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十六章 硼族元素,16.4,铝的化合物,16.3,硼的化合物,16.2,硼族元素的,单质,16.1,硼族元素,概述,16.5,惰,性,电子对效应和,周期表中的斜线关系,本章重点,:,了解硼族元素的通性、硼的缺电子性；,掌握硼族元素的单质及其化合物的性质；,了解惰性电子对效应。,教学目标,:,硼和铝的化合物；,乙硼烷的结构、多中心键,。,16.1,硼族元素,概述,硼族,(,A),：,B,，,Al,，,Ga,，,In,，,Tl,价电子构型：,n,s,2,n,p,1,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：,BF,3,，,H,3,BO,3,。,注意：,HBF,4,不是缺电子化合物。,缺电子化合物特点：,b.,易形成双聚物,Al,2,Cl,6,HF BF,3,a.,易形成配位化合物,HBF,4,一般性质？,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,）,表现惰性电子对效应,最大配位数？成键情况？,B,：,4,例，,HBF,4,表现共价性、缺电子,其它：,6,例：,Na,3,AlF,6,共价性、离子性兼有,Ga,In,Tl,：离子键为主，,+3,价易形成共价键。,配位键,多中心键,从,AlTl,，离子性, ns,2,Tl,+,离子稳定,本族元素单质？,16.2,硼族元素的,单质,存在、主要矿物？,硼的单质,-,菱形硼（,B,12,）,原子晶体，正二十面体,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,自然界中的存在、主要矿物？,硼： 硼砂 方硼矿,硼镁矿 少量硼酸,铝：铝矾土,镓、铟、铊：稀有分散元素，无独立矿藏，与其它矿共生,B,O,、,Al,O,键能大，,B,、,Al,为亲氧元素。,化学性质？,硼的化学性质,与O,2,与,其它非金属,与H,2,O,与酸,与碱,硼的化合物？,硼的用途？,铝、镓、铟、铊？铝热还原法？用途？,16.3,硼的化合物,1.,硼的氢化物,硼烷分类：,B,n,H,n,+4,和,B,n,H,n,+6,例：,B,2,H,6,B,4,H,10,乙硼烷 丁硼烷,有,CH,4,，,但无,BH,3,最简单的硼烷：,B,2,H,6,其结构并非如右图所示：,END,硼烷的结构,B,：,利用,sp,3,杂化轨道，与氢形成,4,个,B-H,（,2c-2e,）,键,2,个三中心两电子键（,3,c-2e,）,氢桥键,记作：,要点：,B,的杂化方式，三中心两电子键、氢桥键。,B,2,s,2,2,p,1,B B,H,其它,B,4,H,10,分子结构,B B,H,B,B,B,H,B,B B,B,B,B,2,c-2e,硼氢键,2,c-2e,硼硼键,3,c-2e,氢桥键,3c-2e,开式,硼桥键,3c-2e,闭式,硼桥键,硼烷,分子中的五种键型：,性质,硼烷的性质：,自燃,高能燃料，剧毒,水解, 被氯氯化,含氧,硼烷的制备,:,间接合成,无色气体，易燃、易水解，剧毒, 三氧化二硼,B,2,O,3,B(,无定形,),B,2,O,3,H,3,BO,3,O,2,Mg或Al,+H,2,O,-H,2,O,制备：,原子晶体：熔点,460,C,；,无定形体：软化,2.,硼的含氧化合物,结构：,性质：,B,2,O,3,2,HBO,2,2,H,3,BO,3,+H,2,O,+H,2,O,-H,2,O,-H,2,O,硼珠,试验？,蓝色,绿色,B,：,sp,2,杂化, 硼酸 偏硼酸 多硼酸,H,3,BO,3,HBO,2,xB,2,O,3, yH,2,O,结构：,性质,硼酸是几元酸？,性质：,一元弱酸,(,固体酸,Lewis,酸,),与多羟基化合物加合，甘露醇，甘油等,=,5.810,-10,硼砂,与甲醇或乙醇硼酸酯绿色,火焰鉴定硼化合物,受热易分解, 硼砂,硼酸根的结构：,卤化物,硼砂珠实验,：,用于定性分析或焊接除锈,3.,硼的卤化物,BX,3,结构：,B,：,sp,2,杂化,非极性分子,BX,3,性质：,B,X,X,X,制取,水解：,制取：,Lewis,酸,酸性,BF,3,BCl,3,BBr,3,BI,3,氟硼酸,16.2.4,铝的化合物,红宝石,(,Cr,3+,),蓝宝石,(,Fe,3+,Cr,3+,),黄玉,/,黄晶,(,Fe,3+,),有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而呈现鲜明颜色。,刚玉,自然界,-,Al,2,O,3,晶体，作磨料、耐火材料,刚玉粉,含微量,Fe,2,O,3,的,Al,2,O,3,，作抛光剂,氧化物,氧化铝：,Al,2,O,3,高温,Al + O,2,燃烧,Al(OH),3,、,Al,2,(SO,4,),3,、,Al(NO,3,),3,灼烧,Al(OH),3,（,400-500,）,或铝铵矿加热,六方紧密堆积,六方面心立方堆积,熔点高、硬度大、不溶于水酸碱，耐腐蚀绝缘性好，密度大,质轻、硬度小、不溶于水，溶于酸碱活性氧化铝，粒子小、表面积大、吸附力强,用作高硬质材料、耐磨、耐火材料,作吸附剂、催化剂载体、色谱柱,在碱性溶液中存在,Al(OH),4,-,或,Al(OH),6,3-,简便书写为,氢氧化铝：,Al(OH),3,两性：,Al(OH),3,+ 3H,+,Al,3+,+ 3H,2,O,Al(OH),3,+ OH,-,Al(OH),4,-,卤化物,铝的卤化物,离子晶体 分子晶体,熔点低，易挥发，,易溶于有机溶剂，,易形成双聚物。,AlF,3,AlCl,3,AlBr,3,AlI,3,离子键 共价键,难溶于水 易溶,Lewis,酸，作催化剂,END,16.5,惰,性,电子对效应和,周期表中的斜线关系,惰,性电子对效应,同,族,元素自上而下，与族数相同的高氧化态化合物稳定性依次减小，比族数小,2,的低氧化态稳定性增加的现象。,明显表现在,A,、,A,、,A,和,B,如何解释？,1,）同一族，自上而下，,ns,2,稳定性增加,不易参与成键而表现出惰性；表,16-7,2,）从化学键能解释；表,16-8,3,）从结构上解释。,斜线,周期表中的斜线关系,周期表中处于相邻两族的对角斜线上元素的,性质十分相似；即某元素的性质与其左上方或右,下方元素的相似性。,明显表现在哪几对？,三,对,Li Be B C,Na Mg Al,Si,如何解释？,用离子极化理论说明：原因在于相似的离子极化力,问题,问 题,1,、乙硼烷的结构如何？,2,、乙硼烷的化学性质及有关反应？,3,、硼的卤化物的结构？水解性？,m.p,b.p?,4,、,硼酸是几元酸？酸性如何？,5,、硼砂的化学式？硼珠实验？,6,、铝化合物的两性？,如何分离,Al,3+,和,Mg,2+,？,