第13章硼族元素PPT课件下载推荐.ppt

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是金属。

常见氧化态：

B、Al、Ga3In1，3Tl1硼族元素的最大特征是均为缺电子元硼族元素的最大特征是均为缺电子元素（价电子数少于价电子轨道数），可形素（价电子数少于价电子轨道数），可形成缺电子化合物。

成缺电子化合物。

131硼单质及其化合物硼单质及其化合物无定形硼无定形硼晶形硼晶形硼B12棕色粉末棕色粉末黑灰色黑灰色化学活性高化学活性高硬度大硬度大熔点，沸点都很高熔点，沸点都很高1311硼单质硼单质1硼的同素异形体硼的同素异形体

（1）与非金属反应与非金属反应2B+3F22BF3（室温室温）4B+3O22B2O3（炼钢过程中可作去氧剂炼钢过程中可作去氧剂）2B+N22BN（高温，除高温，除H2、Te、Rg外外）

（2）与水蒸汽与水蒸汽2B+6H2O（g）2B（OH）3+3H22单质硼的化学性质单质硼的化学性质（3）和氧化性酸和氧化性酸B+3HNO3（浓热浓热）B（OH）3+3NO22B+3H2SO4（浓热浓热）2B（OH）3+3SO2（4）和强碱作用和强碱作用单单质质硼硼可可以以抵抵御御沸沸腾腾的的NaOH溶溶液液和和500oC熔熔融融NaOH的作用，但有氧化剂存在时：

的作用，但有氧化剂存在时：

2B+2NaOH+3KNO32NaBO2+3KNO2+H2O3硼单质的制取硼单质的制取酸法：

酸法：

Mg2B2O5H2OH3BO3H2SO4硼镁矿：

硼镁矿：

碱法：

Mg2B2O5H2ONaBO2Na2B4O710H2OH3BO3NaOHH2SO4CO2H3BO3B2O3B无定形无定形Mg2BI32B+3I2晶体硼晶体硼1000-1300oC1312硼氢化合物硼氢化合物最简单的硼烷是最简单的硼烷是B2H6硼氢化合物的物理性质相似于烷烃，故称为硼硼氢化合物的物理性质相似于烷烃，故称为硼烷。

可以分为烷。

可以分为BnHn+4和和BnHn+6两类，命名原则和烷两类，命名原则和烷烃相同。

烃相同。

例如：

B2H6B4H10乙硼烷乙硼烷（6）丁硼烷丁硼烷（10）一、乙硼烷的制备和性质一、乙硼烷的制备和性质1.乙硼烷的制备乙硼烷的制备最最初初是是用用盐盐酸酸或或磷磷酸酸与与硼硼化化镁镁作作用用，可可制制取取除除乙乙硼硼烷烷外外的一系列硼烷。

乙硼烷是通过高级硼烷的热分解制备的。

的一系列硼烷。

Mg3B2硼烷混合物硼烷混合物B2H6乙醚介质中用氢化铝锂还原乙醚介质中用氢化铝锂还原BCl3可得纯度较高的乙硼烷可得纯度较高的乙硼烷3LiAlH44BCl3=2B2H63LiCl+3AlCl3无声放电条件下，用氢气还原无声放电条件下，用氢气还原BCl3可得到乙硼烷可得到乙硼烷6H22BCl3=B2H66HCl

（1）还原剂）还原剂B2H6+3O2B2O3+3H2OB2H66Cl22BCl36HCl

（2）水解）水解B2H6+6H2O2H3BO3+6H2（3）与与NH3反应反应3B2H6+6NH312H2+2B3N3H6（453K）硼氮六环硼氮六环or“无机苯无机苯”NBNBNBHHHHHHxB2H6+2xNH36xH2+2（BN）x（873K）2.乙硼烷的性质乙硼烷的性质白石墨白石墨二、二、硼烷的结构硼烷的结构三中心两电子氢桥键三中心两电子氢桥键sp3激发激发BB硼烷中有硼烷中有五种键型五种键型硼氢键硼氢键BH硼硼键硼硼键BB氢桥键氢桥键BBH闭式的闭式的3中心中心2电子硼桥键电子硼桥键BBB开式的开式的3中心中心2电子硼桥键电子硼桥键BBB癸硼烷癸硼烷-14（B10H14）的键联的键联关系示意图关系示意图1313硼的含氧化合物硼的含氧化合物1B2O3和和H3BO3B2O3是是最最难难结结晶晶的的物物质质之之一一，在在红红热热条条件件下下硼硼酸酸脱脱水水只只能能得得到到玻玻璃璃态态的的B2O3，只只有有在在较较低低的的温温度度下下、极极其其缓缓慢慢地地脱脱水水才才能得到能得到B2O3晶体。

晶体。

若水量不充足，如遇到热的水蒸气或潮气时若水量不充足，如遇到热的水蒸气或潮气时B2O3H2O（g）2HBO2（g）B2O3是硼酸的酸酐，粉末状的是硼酸的酸酐，粉末状的B2O3可用作吸水剂可用作吸水剂。

B2O33H2O2H3BO3（aq）B2O3是是酸酸性性氧氧化化物物，在在熔熔融融态态时时，可可与与碱碱性性的的金金属属氧氧化化物物生生成成有有特特征征颜颜色色的的偏偏硼硼酸酸盐盐，可可用用于于鉴鉴定定（硼砂珠实验硼砂珠实验）。

CoO+B2O3Co（BO2）2深蓝色深蓝色Fe2O3+3B2O32Fe（BO2）3黄色黄色Cr2O3的硼珠的硼珠绿色绿色CuO的硼珠的硼珠蓝色蓝色MnO的硼珠的硼珠紫色紫色NiO的硼珠的硼珠绿色绿色B：

sp2杂化；

存在分子间氢键杂化；

存在分子间氢键硼酸具有片层状结构，层与层之间以分子间力联硼酸具有片层状结构，层与层之间以分子间力联系在一起。

因此硼酸晶体有系在一起。

因此硼酸晶体有解理性，可作为润滑剂。

解理性，可作为润滑剂。

OHOHOHB2OOHBOHOHOHHOHOCHCH2CH2OBOCHOHCH2CH2O加入多羟基化合物可增加酸性，这是因为加入的物质加入多羟基化合物可增加酸性，这是因为加入的物质可与可与B（OH）4结合成很稳定的硼酸酯，平衡右移，结合成很稳定的硼酸酯，平衡右移，H+增增大。

如加入丙三醇：

大。

H3BO3是是Lewis酸，是酸，是一元弱酸，一元弱酸，Ka5.81010。

弱碱性：

B（OH）3+H3PO4BPO4+3H2O受热易分解受热易分解:

4H3BO34HBO2H2B4O72B2O3正硼酸正硼酸偏硼酸偏硼酸四硼酸四硼酸酸酐酸酐-4H2O-H2O-H2O鉴鉴定定:

浓浓硫硫酸酸存存在在下下，硼硼酸酸与与甲甲醇醇或或乙乙醇醇反反应应生生成成挥挥发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时产生特有的绿色火焰。

发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时产生特有的绿色火焰。

3C2H5OH+H3BO3B（OC2H5）3+3H2O浓浓H2SO42硼砂及其它硼酸盐硼砂及其它硼酸盐硼砂：

硼砂：

Na2B4O710H2O，白色结晶粉末，按结，白色结晶粉末，按结构应写为构应写为Na2B4O5（OH）48H2O。

硼砂珠实验可用于除氧化物，定性分析，玻璃、硼砂珠实验可用于除氧化物，定性分析，玻璃、陶瓷上釉、制造人造宝石等。

陶瓷上釉、制造人造宝石等。

Na2B4O7CoO2NaBO2Co（BO2）2可将可将B4O72-看做是看做是2个个BO2-和和1个个B2O3，因此，硼，因此，硼砂熔融时也有硼砂珠反应：

砂熔融时也有硼砂珠反应：

Na2B4O7B2O32NaBO2）CoOB2O3Co（BO2）2硼砂晶体在空气中易失去水而风化。

受热到硼砂晶体在空气中易失去水而风化。

受热到400C左右，将失去左右，将失去8个结晶水和个结晶水和2个羟基水，形成化学个羟基水，形成化学式为式为Na2B4O7的无水盐。

的无水盐。

硼砂本身为强碱弱酸盐，硼砂本身为强碱弱酸盐，可作可作缓冲溶液，缓冲溶液，20时时0.01M的硼砂溶液，的硼砂溶液，pH9.24。

B4O5（OH）42-+5H2O2H3BO3+2B（OH）4-偏硼酸钠与过氧化氢作用，可以生成过硼酸钠，偏硼酸钠与过氧化氢作用，可以生成过硼酸钠，大量的过硼酸钠被用于洗衣粉中作增白剂。

大量的过硼酸钠被用于洗衣粉中作增白剂。

NaBO2H2O2NaBO3H2O化学键化学键三角形和四面体的轮廓线三角形和四面体的轮廓线硼硼酸酸盐盐的的种种类类很很多多，结结构构也也很很复复杂杂，但但都都是是由由最最基基本本的的结结构构单单元元三三角角形形的的BO3和和四四面面体体的的BO4联结而成的。

联结而成的。

（a）（b）1314硼的卤化物硼的卤化物1.BX3的结构的结构B采采取取sp2杂杂化化，平平面面三三角角形形分分子子。

为为缺缺电电子子结结构构，分分子子中中存存在在离离域域46键键（B的的空空pz轨轨道道与与3个个X原原子子上上充充满满电电子子的的pz轨轨道作用道作用）。

其他其他BX3在水中发生强烈水解：

在水中发生强烈水解：

BCl33H2OB（OH）33HClBX3是典型的强的路易斯酸，如：

是典型的强的路易斯酸，如：

BF3（g）NH3H3NBF32.BX3的性质：

的性质：

将将BF3通入水中通入水中:

BF33H2OB（OH）33HF进一步反应进一步反应:

BF3HFHBF4氟硼酸氟硼酸HBF4132铝单质及其化合物铝单质及其化合物1321铝单质铝单质1铝的提取和冶炼铝的提取和冶炼铝矾土铝矾土Al2O3NaOHNaAl（OH）4溶液溶液通入通入CO2Al（OH）3沉淀沉淀分离、焙烧分离、焙烧较纯净较纯净的的Al2O3电解电解熔融熔融Na3AlF6铝铝2铝单质的性质铝单质的性质

（1）物理性质）物理性质银白色金属，密度小，延展性和导电性好，主要银白色金属，密度小，延展性和导电性好，主要用来制造轻合金。

用来制造轻合金。

（2）化学性质）化学性质活泼金属，但在空气中由于表面生成了致密的氧活泼金属，但在空气中由于表面生成了致密的氧化膜，不与氧和水反应，甚至也不与冷的浓硝酸和浓化膜，不与氧和水反应，甚至也不与冷的浓硝酸和浓硫酸反应。

只有此膜被破坏（遇硫酸反应。

只有此膜被破坏（遇NaCl等），铝的活泼等），铝的活泼性才表现出来。

性才表现出来。

铝可以从其它金属氧化物中置换出金属铝可以从其它金属氧化物中置换出金属2AlFe2O32FeAl2O3与非金属反应：

与非金属反应：

在高温条件下在高温条件下2Al3SAl2S3两性：

两性：

2Al6HCl2AlCl33H22Al2NaOH+6H2O2NaAl（OH）43H24Al3O22Al2O3rHm=-3351.4kJ/mol亲氧性：

亲氧性：

1322铝的含氧化合物铝的含氧化合物-Al2O3：

刚刚玉玉，不不溶溶于于水水、酸酸、碱碱，熔熔点点高高，硬硬度度大大（仅仅次次于于金金刚刚石石），耐耐腐腐蚀蚀且且绝绝缘缘性性好好，可可用用作作高高硬硬度度材料、研磨材料和耐火材料。

材料、研磨材料和耐火材料。

-Al2O3：

它它有有离离子子传传导导能能力力（允允许许Na+通过），可作蓄电池材料。

通过），可作蓄电池材料。

活活性性氧氧化化铝铝，不不溶溶于于水水，但但可可溶溶于于酸酸、碱碱，可可作作为为吸吸附附剂剂和和催催化剂载体。

化剂载体。

2Al（OH）4-+CO22Al（OH）3+CO32-+H2O在酸性的铝盐溶液中加氨水，可以产生氢氧化铝，在酸性的铝盐溶液中加氨水，可以产生氢氧化铝，它是两性的物质：

它是两性的物质：

Al（OH）33HClAlCl33H2OAl（OH）3NaOHNaAl（OH）4NaAlO2Al2O3+6H+2Al3+3H2OAl2O3+2OH-+3H2O=2Al（OH）4-两性：

1323铝的三卤化物铝的三卤化物AlCl3在水中强烈水解，因此在水溶液中不能结在水中强烈水