北师大版无机化学课件第十七章

1、无机化学,第17章 碳 硅 硼,17.2 碳,17.4 硼,17.1 通性,17.3 硅,主要内容,本章教学要求,1掌握碳、硅、硼的单质及其含氧化合物的制备和性质； 2通过硼及其化合物的结构和性质，了解硼的缺电子特性； 3了解硅酸及其硅酸盐的结构与特性； 4认识碳、硅、硼之间的相似形与差异,17.1 通性,C、Si为同族，B与Si为对角性质相似。 对角线规则：在周期表中，某一元素的性质和它左上方或右下方的另一元素性质的相似性，称为对角线规则。(Li-Mg、Be-Al、B-Si,C、Si、B典型非金属 Al、Ga、In、TI 和Ge、Sn、Pb典型金属性,C、Si、B的相似性： （1）电负性大，

2、电离能高，失去电子难，以形成共价化合物为特征。 （2）C、Si、B都有自相成键的特征，即C-C、 Si-Si、B-B形成氢化物成烷特征。 （3）亲氧性，尤其SiO、BO键能大。 （4）单质几乎都是原子晶体,硼(Boron)是戴维等发现的。硼化学的研究仅是最近五十年的历史，它可以与碳媲美,碳(Carbon)是有机世界的主角，由于碳自相成链的能力最强，因此碳的化合物是最多的。 硅(Silicon)贝采利乌斯1823年发现，拉丁文（石头）中译为“矽”，因与锡同音，改为“硅”。硅是无机世界的主角，二氧化硅是构成地壳的主要成分,C Si B 原子序数 6 14 5 价电子层结构 2s22p2 3s23p

3、2 2s22p1 主要氧化值 +IV,+II,0(-II,-IV) +IV(+II),0,(-IV) +III,0 共价半径/pm 77 117 88 第一电离能/kJmol-1 1086.5 786.6 800.7 电负性(p) 2.5 1.8 2.0,17.1.1 元素的基本性质,这些元素的电负性大，要失去价电子层上的1-2个p电子成为正离子是困难，它们倾向于将s电子激发到p轨道而形成较多的共价键，所以碳和硅的常见氧化态为+IV，硼为+III,1) 价层结构： C： 2s22p2 价电子数价轨道数，等电子原子。 B： 2s22p1 价电子数价轨道数，缺电子原子,17.1.2 电子构型和成键

4、性质,2) 成键性质 C Si B 键型 以共价键为主，且自相成键 杂化类型 sp,sp2,sp3 sp3,sp3d2 sp3或sp2 除了键 p-p键 d-p配键 多中心键,半径小，电负性大，可形成重键（p-p 键），多C键。 CC CC CO CN 等 而Si则是以共价单键为主,3) C的特殊性,C无d轨道，Si有3d轨道，B有空的p轨道,C无2d轨道，故CCl4不能与水反应,B用sp2或sp3杂化轨道成键时，除了能形成一般的键以外，还能形成多中心键。例如3个原子共用2个电子所成的键就叫做三中心两电子键,B2H6,4) B的特性 形成多中心键,一些单键键能的平均值（kJmol-1,硼与氧结

5、合的键 能最大，其次是 硅，它们主要以 氧化物矿存在,5) Si、B均为亲氧元素,元素自相成链能力以碳最强，它构成了有机物的骨架,碳与氢结合的键能最大，它构成了庞大的有机物界,纳米半导体材料,太阳电池材料,光子带隙材料,硅单晶材料,分子筛,碳-碳复合材料,高能燃料,人造金刚石,无机非金属材料库,碳,硅,硼,煤 石油 天 然 气 金 刚 石 石 墨,白云石 石灰石,碳是自然界化合物种类最 多的元素，达400多万种,丰度,0.023,25.90,1.210-3,第二位，硅酸盐矿，石英矿,硼砂矿(Na2B4O710H2O)、硼镁矿(Mg2B2O5H2O)等,17.1.3 存在形式,17.2.2 碳的

6、化合物,17.2.1 单质,17.2 碳,17.2.1 单质,碳单质的同素异形体,1) 金刚石：原子晶体, 硬度最大, 熔点最高,金刚石(sp3杂化,无自由电子，不导电,溶剂热法（ 20世纪90年代,金刚石的合成 高温、高压、催化剂合成,2) 石墨：层状结构，质软，熔点极高。 碳原子 sp2 杂化，形成分子平面,用途：制作电极和高温热电偶，化工设备，防射线材料等，石墨粉可用作润滑剂、颜料和铅笔芯,木炭和焦炭基本属于石墨类型，但是晶形不完整,碳原子的pz 轨道互相平行，均垂直于分子平面，在层内形成 键。有离域电子，故石墨导电。层间分子间作用力小，易滑动，有润滑性,3) 无定形碳（低结晶度石墨）：

7、木炭、焦炭、炭黑、玻璃态碳和碳纤维等。活化处理，其比表面增大，有更高的吸附能力，为活性炭，用作吸附剂、脱色、去臭等,建议的碳黑的结构,碳纤维,每架波音-767飞机需用 1 t 碳纤维材料,碳-碳复合材料 （隐形飞机,C60 是由12个五边形和20个六边形组成的32面体,4) 碳原子簇,n个碳原子组成的分子 , 足球烯或富勒烯C60、C70 等,C60 是1985年用激光轰击石墨作碳的气化实验时发现的。 3位获1996年诺贝尔化学奖,每个碳原子以 sp2 杂化轨道和相邻三个碳原子相连，未参加杂化的 p 轨道在 C60 的球面形成大 键,结构分析的实验结果证明：由C60分子组成的晶体是面心立方和六

8、方密堆积，C60球之间的作用力是范德华力，而不是化学键力，CC之间的距离为一般 CC键长的两倍,思考：固体C60与金刚石相比较,哪个熔点较高? 理由,碳原子簇,球碳可以合成各种化合物： 空腔包含其它原子；在球间空隙填入原子；置换球面上的碳原子；加成反应等；离子型化合物,从C60被发现以来，现已经广泛地影响到物理学、化学、材料学、电子学、生物学、医药科学各个领域，显示了极为重要的理论研究和广阔的应用前景,5) 管碳(碳纳米管,纳米碳管研究是富勒烯之后，1991年日本科学家饭岛(Iijima)发现了一种针状的管形碳单质碳纳米管,碳纳米管是由石墨卷曲而成的封闭管,其直径一般为1100nm而得名,其长

9、度可达数十微米,单层碳纳米管 :由一个石墨层卷曲而成的封闭结构,多层碳纳米管: 由多层石墨卷曲而成的多层同心套管的结构,由于碳纳米管具有较大的长径比, 所以可以把其看成为准一维纳米材料, 有其独特的结构。 碳纳米管具有奇异的物理化学性能，如独特的金属或半导体导电性、极高的机,械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力等，90年代初一经发现即刻受到物理、化学和材料科学界以及高新技术产业部门的极大重视,6) 石墨烯,强度比世界上最好的钢铁还要高上百倍，可以造出纸片般薄的超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣，甚至还可以制作23000英里长伸入太空的电梯，实现人类坐电梯进入太空的梦想。 美国国家航空航天

10、局（NASA）悬赏400万美金鼓励科学家们进行这种电梯的开发,碳的成键特征,17.2.2 碳的化合物,结构： CO与N2是等电子体, 结构相似,一个键 两个键,一氧化碳(CO,CO、CO2、C3O2、C4O3、C5O2和C12O9,1. 碳的氧化物,分子轨道：KK(2s)2(2s*)2(y2p)2(z2p)2 (2p)2,CO 无色无臭有毒气体，在水中溶解度较小,键级=3,CO偶极矩很小,O的电负性大于C, 故一对电子偏向氧, 但由于O反过来又向C提供一对电子形成键, 这样总的效果使各自的电子不会发生大的偏移, 偶极接近于零, 碳原子略带负电荷,性质： 作配位体，形成羰基配合物 Fe(CO)5

11、, Ni(CO)4, Co2(CO)8， C是配位原子,Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3COAc 醋酸二氨合铜() 醋酸羰基三氨合铜(,在工业气体分析中常用亚铜盐的氨水溶液来吸收混合气体中的CO，生成Cu(NH3)3COAc，这种溶液经过处理放出CO，然后重新使用,M :CO,四羰基镍Ni(CO)4分子中的的成键,成键中,成键后,同时还形成d - * 反馈键,结果,Ni 3d84s2,3d104s0,3d10 (sp3)0 (sp3)0 (sp3)0 (sp3)0,还原剂,PdCl2(aq)+CO(g)+H2O = CO2(g)+Pd(s)+2HCl(aq,CO+2Ag(NH

12、3)2OH = 2Ag+(NH4)2CO3+2NH3,十分灵敏，可检验CO,在高温下，可以从许多金属氧化物中夺取氧，使金属还原,CO显非常微弱的酸性，在473K及1.01103kPa压力下能与粉末状的NaOH反应生成甲酸钠： NaOH+CO=HCOONa 因此也可以把CO看作是甲酸HCOOH的酸酐。甲酸在浓硫酸作用下脱水可以得到CO,与碱反应,剧毒,CO可与携氧血红蛋白Hb形成稳定的配合物COHb。CO与Hb的亲和力约为O2与Hb的300倍。可使其丧失输氧能力，导致心肌坏死,CO中毒处理,对比NO2-使人中毒机理： HmFe(II) + NO2- HmFe(III,HmFe+O2HmFeO2,

13、血红素,与其他非金属反应,CO + Cl2 = COCl2 （碳酰氯,活性炭,Ni (CO)4 ( 液 ) Ni + 4 CO,HCOOH CO + H2O,向热浓硫酸中滴加甲酸,热浓 H2SO4,草酸与浓硫酸共热,H2C2O4 ( s ) CO + CO2 + H2O 将 CO2 和 H2O 用固体 NaOH 吸收，得 CO,热浓H2SO4,制纯的 CO 可用分解羰基化合物的方法,加热,CO的制备,实验室制备,得到的气体含 CO 25，CO2 4，N2 70 ( 体积比 ), 这种混合气体称为发生炉煤气,另一反应 : C + H2O = CO + H2 rHm = 131 kJmol 1 混

14、合气体含 CO 40，CO2 5，H2 50 称之为水煤气。 炉煤气和水煤气都是工业上的燃料气,将空气和水蒸气交替通入红热炭层 2 C + O2 2 CO rHm = - 221kJmol 1,工业制备,二氧化碳 (CO2,CO2分子无极性，很容易被液化，在常温下，施加71105 Pa的压力即能液化,干冰在常压下于195K直接升华为气体，是广泛使用的制冷剂，戏曲舞台的烟云,直线形非极性分子：O=C=O,CO2中，碳氧键长116pm，介于双键和三键之间,C：sp杂化,结构,CO2与N3-、N2O(笑气)、NO2+ (16电子体,CO2虽无毒，但在空气中含量过高，可使人因缺氧而窒息死亡。“菜窖,不

15、活泼,不助燃。可用于灭火剂，不可用于活泼金属Mg、Na、K、Zn等引起的火灾,CO2 + 2Mg2MgO + C,酸性氧化物，可与碱反应,NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3,二氧化碳 (CO2)的性质,4K + 3CO2 2K2CO3 + C,1、活火山附近的山谷凹地，任何动物进入往往有生命危险，故有“死亡之谷”之称，为何,2、蒸馏水的pH值常小于7，酸碱滴定时粉色的酚酞溶液在空气中放置能褪色。为什么,近几十年来由于世界工业高速发展，各类污染严重，森林又滥遭砍伐，影响了生态平衡，使大气中的CO2越来越多，是造成地球“温室效应”的主要原因。CO2能吸收地球向外辐射的红外光，这就使得地

16、球应该失去的那部分能量被储存在大气层内，造成大气温度升高。会使地球两极的冰山发生部分融化，从而使海平面升高，甚至造成沿海一些城市被海水淹没的危险,温室效应,34,2. 碳酸及其盐,碳酸 H2CO3 是二元弱酸，其解离平衡常数 如下,1) H2CO3的结构,5 + 1,C采取sp2等性杂化,HCO3-的结构,饱和水溶液中溶解的 CO2 仅 1% 转化为 H2CO3,CO32-的结构,C：sp2等性杂化,CO32- ：与NO3-、BF3、BO33-互为“等电子体,3 + 146,O,2p,C,2p,O,2p,C,O,O,O,2p,O,易溶盐：Na2CO3 NaHCO3 K2CO3 KHCO3 10

17、0溶解度 45 16 156 60,氢键存在，形成 二聚物或多聚物,2) 碳酸盐的溶解性,向浓碳酸钠溶液中通入CO2致饱和, 可析出NaHCO3: Na2CO3+ CO2+H2O 2NaHCO3 (易溶) (溶解度小,其它金属(含Li)碳酸盐难溶于水，且酸式盐溶解度大于正盐,例如,碳酸盐的水溶液呈碱性,3）碳酸盐的水解性,碳酸氢盐的水溶液呈微碱性,Ksp: 金属氢氧化物对应碳酸盐,2Fe3+ 3CO32- +3H2O2Fe(OH)3 +3CO2,Ksp: 金属氢氧化物对应碳酸盐,Ba2+ CO3 BaCO3 2Ag+ CO3 Ag2CO3,Ksp: 金属氢氧化物对应碳酸盐,2Al3+ 3CO3

18、2- +3H2O2Al(OH)3 +3CO2,2Cu2+ 2CO32- +H2OCu2(OH)2CO3 + CO2,在金属盐类溶液中加可溶性碳酸盐，产物可能是碳酸盐、碱式碳酸盐或氢氧化物,2Mg2+ 2CO32- +H2OMg2(OH)2CO3 + CO2,灭火器,改用碳酸氢钠溶液作沉淀剂: Mg2+ + HCO32 MgCO3 + H,17-7 在0.2 molL1的Ca2+盐溶液中，加入等浓度、等体积的Na2CO3溶液，将得到什么产物？若以0.2 molL1的Cu2+代替Ca2+盐，产物是什么？再以0.2 molL1的Al3+盐代替Ca2+盐，产物又是什么？试从溶度积计算说明,H2CO3M

19、HCO3M2CO3,4）碳酸及其盐的热稳定性,同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 分解T/ 100 540 900 1290 1360,过渡金属碳酸盐稳定性差 CaCO3 PbCO3 ZnCO3 FeCO3 分解T / 900 315 350 282 价电子构型 8e_ (18+2)e_ 18e_ (9-17)e_,碳酸盐受热分解的难易程度与阳离子的极化作用有关,当无外电场时，CO32- 中三个O2-被C4+极化而变形,金属离子相当于外电场，对邻近的一个O2-产生反极化作用.当反极化作用强烈,可导致CO3 破裂，碳酸盐分解,r(M2

20、+) 愈小，M2+ 极化力愈大，MCO3 愈不稳定； M2+ 为18e_，(18+2)e_ ，(9-17)e_ 构型相对于 8e_构型的极化力大， 其 MCO3 相对不稳定,阳离子极化能力,CCl4 无色液体， b.p. 76.8，重要的非水非极性溶剂。 是灭火剂，阻燃剂，其作用原理是使燃烧物隔绝空气,1） 四氯化碳 CCl4,17.2.3 其它含碳化合物,CS2 + 3 O2 CO2 + 2 SO2 5CS2 + 4MnO4- + 12H+ 5CO2 + 10S + 4Mn2+ + 6H2O,点燃,CS2 是酸性硫化物，可以与 K2S 反应 K2S + CS2 K2CS3 K2CS3 硫代碳

21、酸钾,制备 硫蒸气通过红热木炭 C + 2 S CS2,CS2 无色液体 ，重要的非水溶剂,2） 二硫化碳 CS2,还原性质,是指碳与 IA、IIA、IIIA 族金属形成的碳化物,3) 碳化物,1离子型碳化物,离子型碳化物易水解。 Mg2C3 + 4 H2O 2 Mg(OH)2,离子型碳化物中，不一定有离子键，但由于有典型的金属原子，故称离子型碳化物,Al4C3 + 12 H2O 4 Al (OH)3 + 3 CH4,过渡金属原子半径大，在晶格中充填碳原子，形成间充型碳化物。它们仍保持金属光泽，其硬度和熔点比原来的金属还高,2间充型碳化物,轻过渡金属的碳化物，其活性介于重过渡金属间充型碳化物和

22、离子型碳化物之间。可以水解,如 Zr，Hf，Nb，Ta，Mo，W 等重过渡金属可与碳形成间充型碳化物,B4C，SiC ( 金刚砂 ) 等属于共价型碳化物,B4C 可用来打磨金刚石,共价型碳化物主要特点是高硬度。 SiC 硬度为 9 ( 以金刚石的硬度为 10,3共价型碳化物,17.3.2 硅的化合物,17.3.1 单质,17.3 硅,硅单质：自然界中不存在，需人工制备,17.3.1 单质,有无定形体和晶体两种，是半导体材料,太阳能汽车,太阳能板,宇航员试图展开太阳能电池翅板,电炉,高纯硅的制备,用区域熔融法进一步提纯得到生产半导体用的高纯硅,SiO2+2C = Si (粗) +2CO 硅的提纯

23、 Si+2Cl2(g) = SiCl4(l) SiCl4+2H2=Si (纯) +2HCl,半导体用高纯硅,硅单质的化学性质,与酸作用 Si在含氧酸中被钝化。Si与HF或有氧化剂(HNO3、CrO3、KMnO4、H2O2等）存在的条件下，与HF酸反应。 Si+2HFSiF4+H2 SiF4+2HFH2SiF6(氟硅酸) 3Si+4HNO3+18HF3H2SiF6+4NO+8H2O 与碱作用 无定形Si能猛烈地与强碱反应，放出H2。 Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2 与金属作用 Si能与某些金属生成硅化物如：Mg2Si,17.3.2 硅的化合物,1. 硅的氢化物(硅烷 SinH2n

24、+2,Si Si 双键不如 CC 强。 因为 Si的原子半径比C大， 成 键时原子轨道重叠程度小，成 键时重叠程度更小。故硅烷的种类比烷烃少得多,C Si 杂化态 sp sp2 sp3 sp3 sp3d2 C.N.max 4 4 6 键离解能 C-C 345.6 Si-Si 222 /kJmol-1 C-H 411 Si-H 295,C与Si的比较,Si-Si较短, 易断； 硅烷化性比相似烃更活泼,n = 115) 从Si2H6起, 含Si-Si键,SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10、Si5H12、Si6H10,自燃,水解,强还原性,热稳定性差,SiH4 + 2O2 = SiO2

25、+ H2O,SiH4 + 2KMnO4 = 2MnO2 + K2SiO3+ H2O + H2,SiH4 + (n+2)H2O = SiO2nH2O + 4H2,SiH4(甲硅烷)的性质,与 CH4 对比进行讨论,甲烷不能自燃,甲烷不水解,甲烷分解 1773 K,SiH4+8AgNO3+2H2O=8Ag+SiO2+8HNO3,这二个反应可用于检验硅烷,无色无臭气体,2.硅的卤化物 SiX4,SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 聚集态 g l l s,SiF4 + 2HF = H2SiF6（氟硅酸,水解,SiCl4 + 3H2O = H2SiO3 + 4HCl,SiF4 + 3H2O =

26、H2SiO3 + 4HF,SiX4 + 4 H2O H4SiO4 + 4 HX,sp3 杂化 sp3d 杂化 sp3 杂化,Si有3d 空轨道，可以接受OH 以形成 sp3d 杂化的五配位中间体，故 SiCl4 易水解。 而 CCl4 中 C 的价层无 d 轨道，故不易水解,SiCl4 水解而CCl4不水解的原因,制 备,1)硅与卤素直接化合 (2)氧化物与氢卤酸或卤化物作用 SiO2+2CaF2+2H2SO4=SiF4+2CaSO4+2H2O,3)碳氯法 SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO,3.硅的氧化物SiO2,普通玻璃组成：Na2SiO3CaSiO34SiO2,燧石,石英玻璃S

27、iO2,无定型体,硅藻土,晶体-石英,天然纯石英:水晶,有杂质的石英,由无数微小的二氧化硅的晶体组成,所以通常玛瑙是半透明的,而水晶则是透明的,紫水晶含Mn,鸡血石,含硫化汞,Si采用sp3杂化轨道与氧形成硅氧四面体,硅氧四面体,二氧化硅,结构,与碱作用,与HF作用,SiO2 + NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO2 + NaCO3 = Na2SiO3 + CO2(g,SiO2 + 4HF = SiF4(g) + H2O,性质,4.硅酸及硅酸盐,性质,1) 硅酸,制备,浸透过CoCl2的硅胶为变色硅胶,H2O,可溶性：Na2SiO3 (水玻璃) 、K2SiO3 不溶性：大部分硅酸

28、盐难溶于水,硅酸盐,水中花园,CuSiO3 蓝绿色 MnSiO3浅红色 NiSiO3 翠绿色 Al2(SiO3)3无色透明 CoSiO3 紫色 Fe2(SiO3)3红棕色,过渡金属硅酸盐难溶于水,并具有特征颜色,2) 硅酸盐,在小烧杯中加入约23体积的20 Na2SiO3溶液，用角匙撒一薄层粉状的CuSO45H2O固体，然后再向烧杯中各投一粒：CaCl2，ZnSO4，CoCl2，NiSO4，MnSO4，FeSO4，FeCl3固体。观察各种微溶性硅酸盐的生成,金云母 H4K2Mg6Al2Si6O24,自然界中的硅酸盐,温石棉 H4 (Mg Fe)3 Si2O9,玻璃、水泥、陶瓷都含有硅酸盐 硅酸

29、盐+有色金属离子=假玉,绿碧玉,钙、镁、铁的硅酸盐类,硅酸盐结构复杂, 一般写成氧化物形式，它的基本结构单位为硅氧四面体,白云石：K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 泡沸石：Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O,分子筛,沸石(Zeolites)的组成和结构 沸石是一类最重要的分子筛，其骨架由顶角相连的 SiO4和 AlO4 四面体组成 . 通式表示为(M+, M 2+0.5) AlO2x SiO2yH2Oz，阴离子骨架中的Si/Al 比是影响沸石结构和性质的重要参数，分子筛的耐酸能力和热稳定 性随此增大而升高,硅材料(silicon materials,分子筛的功能和用途 离子交

30、换功能、吸附功能 分离功能、 催化功能,A型沸石的结构骨架 组成为 Na12(AlO2)12 (SiO2)12zH2O,2) 硅无机高分子,由聚硅氧烷可以得到硅油、硅橡胶、硅树脂等多种无机高分子材料,当今发展中的无机高分子材料有三大类,聚硅烷,组成硅氧烷的基 本结构单元为,聚硅氧烷,聚磷腈,17.4.2 硼的化合物,17.4.1 单质,17.4 硼,硼是IIIA族唯一非金属元素(2s22p1) 为缺电子元素：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，H3BO3。 注意： HBF4不是缺电子化合物,缺电子化合物特点： a. 易形成配位化合物HBF4 HF BF3 b

31、. 易形成多聚物，如B2H6,17.4.1 单质硼,硼的单质,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。 -菱形硼（B12） 原子晶体,Mg2B2O5H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg(OH)2 4NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O710H2O+Na2CO3 Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO4 2H3BO3=B2O3+3H2O B2O3+3Mg=2B+3MgO 酸法： Mg2B2O5H2O+2H2SO4=2H3BO3+MgSO4,性质：主要表现出还原性，形成+3价化合物 (1)与非金属反应 室温下

32、与F2反应生成BF3 高温下与O2、S、Cl2、Br2、N2等反应，生 成B2O3、B2S3、BCl3、BBr3、BN等。 (2)与氧化性强酸(浓HNO3,、浓H2SO4)和高温 下的H2O反应，生成H3BO3。 (3)与强碱(NaOH)反应生成NaBO2,B3HNO3H3BO33NO2 2B3H2SO42H3BO33SO2,B反应关系图,17.4.2 硼的化合物,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BH3 最简单的硼烷：B2H6 其结构并非如右图所示,硼烷的结构,四个B-H 2c-2e键 在同一水平面上 两个3c-

33、2e键 位于水平面上下 与水平面垂直,两个3c-2e键,多中心键,三中心二电子键(3c-2e)简称三中心键是多中心键的一种形式,硼烷的性质比烷烃活泼,B4H10分子结构,4个B-H-B氢桥键，一个B-B键，6个B-H键,硼烷的性质,自燃,高能燃料，剧毒,水解,含硼化合物燃烧 火焰呈现绿色,水下火箭燃料,509.4kJmol1,B2H6(g) + 3O2(g) = B2O3(s) + 3H2O(g,B2H6(g) + 6H2O(l) = 2H3BO3(s) + 6H2(g,2166 kJmol1,加合反应,被氯氧化,-1376kJmol1,B2H6 + CO = 2H3BCO,B2H6 + 2N

34、H3 = BH2(NH3)2+ + BH4,2LiH + B2H6 = 2LiBH4,2NaH + B2H6 = 2NaBH4,B2H6 + Cl2(g) = 2BCl3(l) + 6HCl,能与NH3、CO(有孤电子对)分子发生 加合作用,3.制法（间接,1)质子置换法：2BMn+6H+=B2H6+2Mn3+ (2)氢化法:2BCI3+6H2=B2H6+6HCI (3)氢负离子置换法,在硼氢化物中，H的氧化数为-1，BH4-离子半径大，所以它是比硼烷还原性更强的还原剂，特别是在有机反应中具有选择性，且用量少，操作简单，对温度无特殊要求， 副反应少等优点,2.硼的含氧化合物,制备,原子晶体：熔

35、点460C 无定形体：软化,结构,三氧化二硼 B2O3,性质,偏硼酸,原)硼酸,xB2O3yH2O 多硼酸,B2O3 + 3Mg = 2B + 3MgO,白色粉末状B2O3可用作吸水剂,熔融态的B2O3溶解金属氧化物 得到有特征颜色的偏硼酸盐玻璃。 B2O3+CuO=Cu（BO2）（蓝色） B2O3+NiO=Ni（BO2）（绿色） 与NH3反应 1/2xB2O3+XNH3（BN）x+H2O（873K,氮化硼，结构与石墨相同,硼珠实验,氮化硼,BN与C2是等电子体，性质相似： BN有三种晶型： 无定型(类似于无定型碳) 六方晶型 (类似于石墨) 作润滑剂,立方晶型 (类似于金刚石) 作磨料,硼酸

36、 H3BO3,B：sp2杂化,硼酸晶体的片层结构,分子间通过氢键形成接近六角形的对称层状结构，层与层之间借助微弱的范德华力联在一起因此硼酸晶体为鳞片状,结构,硼酸 H3BO3,5.810-10,水溶液显酸性, 是由于硼原子是缺电子原子,价层有空轨道，能接受水解离出的OH-孤电子对，以配位键形式形成B(OH)4,性质,一元弱酸 (固体酸,H3BO3 + H2O B(OH)4 + H,受热易分解,偏硼酸,正硼酸,四硼酸,硼酸酐,与多羟基化合物的反应-生成强酸,H+ + 3H2O,与硅酸相似，硼酸也容易缩合成链状或环状多硼酸xB2O3yH2O，如四硼酸根的结构，它的化学式应是B4O5(OH)42,缩合反应,H3BO3的鉴定,硼酸酯具有挥发性，与乙醇一起燃烧时产生绿色的火焰，据此可以鉴别硼酸根,硼砂,四硼酸根的结构,B4O5(OH)42-+5H2O=2H3BO3+2B(OH)4,pH=9.24,性质,水解呈碱性,与酸反应制H3BO3,缓冲作用,脱水,在1mL饱和硼砂溶液中加入0.5mL浓H2SO4搅拌并