第十章p区元素(2)碳族和硼族

1、10-4 碳族元素碳族元素性性 质质C原子构型原子构型C-C-C键角键角/杂化轨道形式杂化轨道形式密度密度/(gcm3)C-C键长键长/pm金刚石金刚石四面体四面体109.5sp33.514154.4 石石 墨墨三角形平面三角形平面120sp22.266141.8 C60近似球面近似球面116(平均平均)sp2.281.678139.1(6/6); 145.5(6/5)1.1.结构结构 二、碳的三种同素异形体二、碳的三种同素异形体 富勒烯中以富勒烯中以C60 最稳定，其笼状结构酷似足球，相当于最稳定，其笼状结构酷似足球，相当于一个由二十面体截顶而得的三十二面体。一个由二十面体截顶而得的三十二面

2、体。32个面中包括个面中包括12个五边形面和个五边形面和20个六边形面，每个五边形均与个六边形面，每个五边形均与5个六边形共个六边形共边，而六边形则将边，而六边形则将12个五边形彼此隔开。与石墨相似，个五边形彼此隔开。与石墨相似，C60 分子中每个分子中每个 C 原子与周围三个原子与周围三个 C 原子形成原子形成 3 个个键，剩余键，剩余的轨道和电子共同组成离域的轨道和电子共同组成离域 键，可简单地将其表示为每键，可简单地将其表示为每个个C原子与周围原子与周围3个个C原子形成原子形成2个单键和个单键和1个双键。个双键。富勒烯富勒烯(fullerenes) 巴基球巴基球(buckyballs)

3、英国科学家英国科学家克罗托克罗托(Kroto H W) 美国科学家美国科学家柯尔柯尔(Curl R F)美国科学家美国科学家斯莫利斯莫利(Smalley R E)2. 性质和用途性质和用途 金刚石极稳定。是典型的原子晶体。硬度最高（金刚石极稳定。是典型的原子晶体。硬度最高（10），熔），熔点最高（点最高（3823 K）。俗称钻石，用做装饰品、机械钻头、）。俗称钻石，用做装饰品、机械钻头、磨削工具等。磨削工具等。石墨硬度为石墨硬度为1，层与层之间为分子间力，因而易于滑动，层与层之间为分子间力，因而易于滑动，可用做润滑剂。可用做润滑剂。石墨层状结构中，每个碳原子以石墨层状结构中，每个碳原子以sp2

4、杂化轨道与相邻的杂化轨道与相邻的3个个碳原子形成共价单键，同时有一个未参与杂化的碳原子形成共价单键，同时有一个未参与杂化的p电子，电子，形成大形成大键键 nn，导电显示各向异性，可用做电极。，导电显示各向异性，可用做电极。C60 室温下为分子晶体室温下为分子晶体(面心立方结构面心立方结构), 能隙为能隙为1.5ev, 意味意味着着C60为半导体。为半导体。C60 的活泼性与分子中存在双键有关。用的活泼性与分子中存在双键有关。用纯石墨作电极，在纯石墨作电极，在Ne中放电，电弧中产生的碳烟沉积在水中放电，电弧中产生的碳烟沉积在水冷反应器的内壁上，冷反应器的内壁上， 这种碳烟中存在着这种碳烟中存在着

5、C60 、C70 等碳原等碳原子簇。子簇。 结构结构三、碳的无机化合物三、碳的无机化合物 1. 1. 一氧化碳和二氧化碳一氧化碳和二氧化碳 COOCO或COOOOC2- 指两个或两个以上的分子或离子，它们的原子数目指两个或两个以上的分子或离子，它们的原子数目相同，电子数目也相同，常具有相似的电子结构，相似相同，电子数目也相同，常具有相似的电子结构，相似的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。， ， ，等均为三角形构型等均为三角形构型CO2， N2O， ， ，等都是直线形构型等都是直线形构型3N2NO33BO23CO3NO4ClO， ， ， 均

6、为四面体构型均为四面体构型24SO34PO44SiO分子分子 E/kJmol-1 /10-30Acm m.p./ b.p./ d/gml-1 M.WCO 1071. 9 0. 40 200 190 0.793 28N2 941.7 0 210 196 0.766 28 CO的最重要性质是的最重要性质是 可燃性可燃性 2 CO + O2 = 2 CO2 , D DrHm = - 596 kJ mol-1 还原性还原性 3 Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO = 3 FeO+ CO2 FeO + CO = Fe + CO2 加合性加合性 Ni(s) + 4

7、CO(g) = Ni(CO)4(l) PdCl2(aq) + CO(g) + H2O = CO2(g) + Pd(s) + 2 HCl(aq) 常温下反应，可以用以检出微量常温下反应，可以用以检出微量 CO： 因为因为CO与血红蛋与血红蛋白中白中 Fe() 原子的结合原子的结合力比力比 O2 高出高出 300倍倍, 阻阻止了血红蛋白对身体细止了血红蛋白对身体细胞氧气的运输胞氧气的运输 。 CO 的毒性的毒性 CO2 不具有不具有 CO 表现的可燃性和还原性，加合性也表现的可燃性和还原性，加合性也 不明显不明显 。CO2 无毒，能用于制造各种碳酸饮料（饱无毒，能用于制造各种碳酸饮料（饱 和水溶液

8、中溶解的和水溶液中溶解的 CO2 仅有仅有 1% 转化为转化为 H2CO3)： CO2 与与 NH3 反应生成的反应生成的 (NH4)2CO3 可以用来制造可以用来制造 CO(NH2)2 。固体固体 CO2 称称“干冰干冰”，是，是一一种方便的制冷剂种方便的制冷剂 。CO2(aq) pH: 23 89 1112OH-H+OH-H+(aq)HCO3(aq)CO23温室效应温室效应(Greenhouse Effect) 经过对世界经过对世界13个地区进行的考察发现，在个地区进行的考察发现，在200年至年至2000年间，北年间，北半球气温在异常情况下低于正常气温半球气温在异常情况下低于正常气温00.

9、4，直到，直到20世纪最后世纪最后10年才年才突然攀升，变为高于正常气温突然攀升，变为高于正常气温0.8。这表明，在北半球，。这表明，在北半球， 20世纪最世纪最后后10年是过去年是过去2000年来最热的时期，南半球的情况也基本相似。年来最热的时期，南半球的情况也基本相似。 “温室效应温室效应”是由包括是由包括 CO2 分子在内的某些多原子分分子在内的某些多原子分子（如子（如N2O，CH4，氯氟烃）在大气中含量的上升造成的。氯氟烃）在大气中含量的上升造成的。随着工业化的进程，随着工业化的进程，CO2 增加的速度大于渗入海洋深处与增加的速度大于渗入海洋深处与Ca2+结合成结合成 CaCO3 沉淀

10、的速度。太阳的可见光和紫外光穿沉淀的速度。太阳的可见光和紫外光穿过大气层射至地球表面，在地球表面产生的红外辐射却被这过大气层射至地球表面，在地球表面产生的红外辐射却被这类多原子分子吸收而无法迅速逸散到外层空间去，使地球变类多原子分子吸收而无法迅速逸散到外层空间去，使地球变暖。暖。减小环境污染减小环境污染！给地球降温给地球降温?2、碳酸盐、碳酸盐R溶解性溶解性碳酸盐中只有碱金属和铵盐易溶于水（碳酸盐中只有碱金属和铵盐易溶于水（Li除外）。碳酸氢除外）。碳酸氢盐大多数易溶于水。对于易溶碳酸盐来说，碳酸盐的溶解盐大多数易溶于水。对于易溶碳酸盐来说，碳酸盐的溶解度大于碳酸氢盐，这是由于碳酸氢盐溶液中间

11、籍氢键相连度大于碳酸氢盐，这是由于碳酸氢盐溶液中间籍氢键相连形成二聚或多聚链状离子，从而降低了它们的溶解度。形成二聚或多聚链状离子，从而降低了它们的溶解度。（详见（详见p. 251图）图）R热稳定性热稳定性碳酸盐热稳定性较差，受热分解为氧化物和碳酸盐热稳定性较差，受热分解为氧化物和CO2，分解温，分解温度取决于阳离子的极化力。极化力越大，则分解温度越低。度取决于阳离子的极化力。极化力越大，则分解温度越低。水解性水解性R碱金属碳酸盐溶液因水解而呈强碱性。在和金属离子反应时，产物可碱金属碳酸盐溶液因水解而呈强碱性。在和金属离子反应时，产物可能是正盐，碱式盐或氢氧化物，这主要取决于金属碳酸盐和氢氧化

12、物能是正盐，碱式盐或氢氧化物，这主要取决于金属碳酸盐和氢氧化物的溶解度的相对大小。的溶解度的相对大小。R若碳酸盐溶解度小于氢氧化物，则生成正盐；如若碳酸盐溶解度小于氢氧化物，则生成正盐；如Ca2+、Sr2+、Ba2+、Ag+、Mn2+等。等。RBa2+ + CO32- = BaCO3(s)R若氢氧化物的溶解度更小，则生成氢氧化物；如若氢氧化物的溶解度更小，则生成氢氧化物；如Fe3+、Al3+、Cr3+、Sn4+等。等。2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Fe(OH)3(s) + 3CO2(g)R若氢氧化物和碳酸盐溶解度相近，则生成碱式盐；如若氢氧化物和碳酸盐溶解度相近，则生成碱式

13、盐；如Cu2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+等。等。2Cu2+ + 2CO32- + H2O = Cu2(OH)2CO3(s) + CO2(g) 晶态晶态 SiO2是是Si采用采用 sp3 杂化轨道与杂化轨道与 O 形成硅氧形成硅氧四面体四面体, 处于四面体顶端的氧原子均为周围的四面体处于四面体顶端的氧原子均为周围的四面体共用，这种结构导致其化学性质很稳定共用，这种结构导致其化学性质很稳定 。四、二氧化硅、硅酸盐和硅酸四、二氧化硅、硅酸盐和硅酸共用一个顶点的二硅酸共用一个顶点的二硅酸根离子根离子Si2O76- -绿柱石中共用两个顶绿柱石中共用两个顶 点的环状点的环状Si6O1812- -共用两

14、个顶点的链状共用两个顶点的链状 翡翠翡翠 NaAl(SiO3)2不活泼，高温时只能被不活泼，高温时只能被Mg、Al 或或 B 还原还原说明不能用磨口玻璃瓶盛碱！说明不能用磨口玻璃瓶盛碱！说明可用说明可用HF在玻璃上刻字！在玻璃上刻字！ SiO2 + 2 NaOH Na2SiO3 + 2 H2O SiO2 + 2 Na2CO3 Na2SiO3 + CO2(g)SiO2(s) + CaO(s) CaSiO3(s)加热加热熔融熔融 SiO2 + 2 Mg 2 MgO + Si高温高温高温高温SiO2 + 4HF SiF4(g) + 2H2O 可溶性：可溶性：Na2SiO3、K2SiO3 不溶性：大部

15、分硅酸盐难溶于水，且有特征颜不溶性：大部分硅酸盐难溶于水，且有特征颜 色（可制造水中花园）色（可制造水中花园）泡沸石泡沸石：Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O硅酸钠硅酸钠：Na2O nSiO2 碱金属硅酸盐水解使溶液显碱性，酸或铵碱金属硅酸盐水解使溶液显碱性，酸或铵盐促进水解使之沉淀出硅酸：盐促进水解使之沉淀出硅酸： 碱金属硅酸盐大量用于制造洗涤剂，用作制造橡碱金属硅酸盐大量用于制造洗涤剂，用作制造橡胶、塑料工业中的胶、塑料工业中的SiO2填料和石油裂解催化剂的起始填料和石油裂解催化剂的起始物物, 也用于合成分子筛和硅胶。也用于合成分子筛和硅胶。 + H2O(l) + OH-(aq)

16、+ 2 NH4+(aq) + 2 NH3(g) + 2 H3O+(aq) + 2 H2O(l) )(aqSiO23)(aqSiO23)(aqSiO23)(aqHSiO3)(aqSiOH32)(aqSiOH32Na2SiO3 + 2 HCl H2SiO3 + 2 NaClNa2SiO3 + 2 NH4Cl H2SiO3 + 2 NaCl + 2 NH3(g)胶冻状硅酸胶冻状硅酸 硅胶硅胶-H2O名名 称称 化学组成化学组成 m值值 n值值原硅酸原硅酸 H4SiO4 1 2(偏偏)硅酸硅酸 H2SiO3 1 1二偏硅酸二偏硅酸 H2Si2O5 2 1焦硅酸焦硅酸 H6Si2O7 2 3三硅酸三硅酸

17、 H4Si3O8 3 2 分子筛分子筛 (Molecolar sieves)指具有分子那般大小孔指具有分子那般大小孔径的一类结晶铝硅酸盐。径的一类结晶铝硅酸盐。五、五、铝硅酸盐材料铝硅酸盐材料沸石沸石1. 沸石沸石(Zeolites)的组成和结构的组成和结构 沸石是一类最重要的分子筛，其骨架由顶角相连沸石是一类最重要的分子筛，其骨架由顶角相连的的 SiO4和和 AlO4 四面体组成四面体组成 。 通式为通式为阴离子骨架中阴离子骨架中Si/Al 比是影响沸石结构和性质的重要参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数，分子筛的耐酸能力和热稳定 性随此增大而升高。性随此增大而升高

18、。( (MM+ +, M , M 0.50.52+2+) AlO) AlO2 2 x x SiO SiO2 2 y y H H2 2OOz z离子交换功能离子交换功能：Na+离子可被离子可被Ca2+、Mg2+离子交换离子交换 吸吸 附附 功功 能：能：用作气体干燥剂和气体净化剂的基础用作气体干燥剂和气体净化剂的基础 分分 离离 功功 能：能：分离分离N2与与O2, 获得富氧空气获得富氧空气催催 化化 功功 能：能：合成邻二甲苯的催化剂合成邻二甲苯的催化剂 2. 2. 分子筛的功能和用途分子筛的功能和用途 削顶八面体是个十四面体削顶八面体是个十四面体, 叫钠沸石笼叫钠沸石笼(sodalite c

19、age), 是构是构成一大类沸石骨架的基础。成一大类沸石骨架的基础。Na12(AlO2)12 (SiO2)12zH2O六、锡和铅的化合物六、锡和铅的化合物R铅的氧化物铅的氧化物RPbO，黄色，俗称密陀僧。，黄色，俗称密陀僧。RPbO2，黑褐色，氧化性很强，（，黑褐色，氧化性很强，（6s2惰性电子对效应）惰性电子对效应）RPb3O4，红色，俗称红铅或铅丹，可看成混合氧化物，红色，俗称红铅或铅丹，可看成混合氧化物2PbOPbO2。Pb3O4 + 8HCl = 3PbCl2 +Cl2 +4H2OPb3O4 + 4HNO3 = PbO2 + 2Pb(NO3)2 +2H2ORPb2O3，也，也可看成混合

20、氧化物可看成混合氧化物PbOPbO2。用什么方法可证明用什么方法可证明Pb3O4的组成？的组成？ Pb3O4与稀与稀HNO3共热：共热： Pb3O4 + 4HNO3 = 2Pb(NO3)2 + PbO2 + 2H2O 过滤后，溶液中可检验出存在过滤后，溶液中可检验出存在 Pb2+，证明成分中有证明成分中有 PbO 沉淀洗净后，在酸性溶液中与沉淀洗净后，在酸性溶液中与 Mn2+ 反应：反应： 2 Mn2+ + PbO2 + 4H3O+ = 2MnO4- + 5Pb2+ + 6H2O 证明成分中有证明成分中有 PbO2 因此因此 Pb3O4 的组成为的组成为 2 PbO PbO2 PbO2 Pb2

21、O3 Pb3O4 PbO +4 +3 +8/3 +2棕色棕色 橙色橙色 红色红色 橙黄色橙黄色Question 6Question 6Solution1. 锡和铅的氢氧化物锡和铅的氢氧化物 氢氧化物都是两性的，氢氧化物都是两性的，M(OH)4 和和 M(OH)2 两类氢两类氢氧化物都可溶于合适的酸和碱。氧化物都可溶于合适的酸和碱。溶于溶于酸酸： Sn(OH)2 + H+ = Sn2+ + H2O 溶于溶于碱碱： Sn(OH)2 + OH- - = Sn(OH)3 - -其他重要化合物和重要反应其他重要化合物和重要反应Sn(OH)4 Sn(OH)2Pb(OH)4 Pb(OH)2碱性增大碱性增大碱

22、性增大碱性增大Sn(OH)2 + 2OH- - SnO22- - + 2H2O过量过量Sn(OH)2 + 2OH- - Sn(OH)3 - -过量过量Pb2+、Sn2+离子的性质离子的性质RPb2+和和CrO42-反应会生成黄色反应会生成黄色PbCrO4沉淀，可以用做鉴定沉淀，可以用做鉴定Pb2+的存在。的存在。Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 （黄色）（黄色）PbCrO4能溶于碱：能溶于碱：PbCrO4 + 3OH- = Pb(OH)3- +CrO42-RSnCl2极易水解生成碱式盐沉淀：极易水解生成碱式盐沉淀：SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl + H+ + Cl-所

23、以配置所以配置SnCl2溶液时要加入溶液时要加入HCl抑制其水解，为防止抑制其水解，为防止SnCl2被空气氧化，还要加入金属锡，以便还原生成的被空气氧化，还要加入金属锡，以便还原生成的Sn(IV):Sn + Sn4+ = 2Sn2+2HgCl2 + SnCl2 = Hg2Cl2 + SnCl4 ( (白色沉淀白色沉淀) )Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4 过量过量 ( (黑色沉淀黑色沉淀) )检验检验 Hg2+ 或或 Sn2+ 酸碱介质中的酸碱介质中的Pb()物种都不能用做还原剂。物种都不能用做还原剂。 常见常见的可溶性铅盐有的可溶性铅盐有Pb(NO3)2和和Pb(Ac

24、)2，绝大多数绝大多数Pb()盐盐难溶于水。难溶于水。 有时是因生成配离子而溶解：有时是因生成配离子而溶解：PbCl2 + 2HCl = H2PbCl4 PbI2 + 2I- - = PbI42- - 2Bi(OH)3 + 3Sn(OH)42- - = 2Bi + 3Sn(OH)62- -鉴定溶液中的鉴定溶液中的Bi3+离子：离子： 铅盐毒性很大。铅盐毒性很大。咽下可溶性铅盐会导致急性中毒咽下可溶性铅盐会导致急性中毒, 长长期接触铅制品期接触铅制品(例如管道和铅基颜料例如管道和铅基颜料)可能导致慢性中毒可能导致慢性中毒, 有有机铅化合物机铅化合物(如汽油抗震添加剂如汽油抗震添加剂Et4Pb)会

25、伤害神经系统。会伤害神经系统。 儿童铅吸率儿童铅吸率及在体内滞留为成人的及在体内滞留为成人的58倍；铅为亲神倍；铅为亲神经毒物，极易透过儿童未发育健全的血脑屏障，造成大脑经毒物，极易透过儿童未发育健全的血脑屏障，造成大脑损伤；铅抑制钙、锌、铁的吸收，减少血红素的合成，抑损伤；铅抑制钙、锌、铁的吸收，减少血红素的合成，抑制体液免疫、细胞免疫的能力制体液免疫、细胞免疫的能力；可导致儿童多动易怒；可导致儿童多动易怒、性格多变、弱视、贫血、身材矮小、性格多变、弱视、贫血、身材矮小 螯合剂螯合剂(如如EDTA4-)可用于络合人体中的可用于络合人体中的Pb2+离子离子, 然然后通过排泄物排出体外。后通过排

26、泄物排出体外。10-5 硼族元素硼族元素由于空轨道的存在，由于空轨道的存在，B、Al等元素有很强等元素有很强 的的接受电子对的能力，故有如下特性：接受电子对的能力，故有如下特性：R易形成配合物：易形成配合物：BF3 + NH3 = F3BNH3BF3 + F- = BF4-R易形成聚合分子，如气态的易形成聚合分子，如气态的卤化铝易形成双聚分子卤化铝易形成双聚分子Al2X6中间的两个中间的两个Cl原子除与一个原子除与一个Al原子形成正常共价键外，原子形成正常共价键外，还与另一个还与另一个Al原子形成配位原子形成配位键。键。AlClClClClAlClCl二、硼氢化合物二、硼氢化合物1. 1. 简

27、单硼氢化合物的性质和反应简单硼氢化合物的性质和反应 (1) 分类分类：按组成可分为按组成可分为 BnHn+4 和和 BnHn+6 两类两类(2) 结构结构：B：利用利用 sp3 杂化轨道，与氢形成三中心杂化轨道，与氢形成三中心 两电子键（氢桥键）两电子键（氢桥键） 乙硼烷的结构乙硼烷的结构RB采用采用sp3杂化，每个杂化，每个B原子用两原子用两个杂化轨道分别与两个个杂化轨道分别与两个H原子原子形成正常的共价键。剩下的另形成正常的共价键。剩下的另外两个外两个sp3杂化轨道在平面的两杂化轨道在平面的两侧分别与侧分别与H原子轨道重叠，形原子轨道重叠，形成两个包括两个成两个包括两个B原子和一个原子和一

28、个H原子的三中心两电子键，称为原子的三中心两电子键，称为氢桥键，是一种非定域键，氢氢桥键，是一种非定域键，氢桥键的形成体现了硼原子的缺桥键的形成体现了硼原子的缺电子特性。电子特性。HBB氢键和氢桥键有什么不同？氢键和氢桥键有什么不同？ 氢氢 键键 氢氢 桥桥 键键结合力的类型结合力的类型 主要是静电作用主要是静电作用 共价键（三中心二电子键）共价键（三中心二电子键）键键 能能 小（与分子间力相近）小（与分子间力相近） 较大（小于正常共价键）较大（小于正常共价键）H 连接的原子连接的原子 电负性大，半径小的原子，电负性大，半径小的原子， 缺电子原子，主要是缺电子原子，主要是B 主要是主要是F、O

29、、N与与H相连的原子的对称性相连的原子的对称性 不对称（除对称氢键外）不对称（除对称氢键外） 对对 称称Question 7Question 7Solution为什么硼的最简单氢化物是为什么硼的最简单氢化物是 B2H6 而不是而不是 BH3 ？但硼的卤化物能以但硼的卤化物能以BX3形式存在？形式存在？Question 8Question 8Solution 如果如果 BH3 分子存在的话，则其结构为分子存在的话，则其结构为 B 还有一个空的还有一个空的 2p 轨道未参与成键，故从能量来说轨道未参与成键，故从能量来说 BH3 是不稳定体系。是不稳定体系。B2H6 中所有的价轨道都用来成键，分子的

30、中所有的价轨道都用来成键，分子的总键能比两个总键能比两个 BH3 的总键能大，故的总键能大，故 B2H6 比比 BH3 稳定（二稳定（二聚体的稳定常数为聚体的稳定常数为106）。）。 BX3 中中 B 以以 sp2 杂化，形成杂化，形成 键后，垂直于分子平面键后，垂直于分子平面 B 与与3 个个 F 原子原子p 轨道互相平行，形成了轨道互相平行，形成了 大大键，使键，使 BX3 获得额外的稳定性。但获得额外的稳定性。但 BH3 中中 H 原子没有像原子没有像 F 原子那样的原子那样的 p 轨道，故不能生成轨道，故不能生成键键 。 B:H:HH64性质：性质：自燃自燃 B2H6(g) + 3 O

31、2(g) B2O3(s) + 3 H2O(g) D DrHm= -2026 kJmol-1 高能燃料，剧毒高能燃料，剧毒水解水解 B2H6(g) + 3 H2O(l) 2 H3BO3(s) + 6 H2(g) D DrHm= -504.6 kJmol-1 水下火箭燃料水下火箭燃料被氯氯化被氯氯化 B2H6(g) + 6 Cl2(g) 2 BCl3(l) + 6 HCl D DrHm= -1376 kJmol-1加合反应加合反应 B2H6 + CO 2 H3B CO B2H6 + 2 NH3 BH2(NH3)2+ + BH4- - 2 LiH + B2H6 2 LiBH4 2 NaH + B2H

32、6 2 NaBH4 1. 硼酸盐硼酸盐 硼酸钠盐的年耗量约占总硼消耗量的硼酸钠盐的年耗量约占总硼消耗量的 80%。 一半以上用于玻璃一半以上用于玻璃 、陶瓷和搪瓷工业、陶瓷和搪瓷工业 ，其他应用领，其他应用领 域包括洗涤剂组分域包括洗涤剂组分 (过硼酸盐）、微量元素肥料、加过硼酸盐）、微量元素肥料、加 入防冻剂中做抗腐蚀剂、金属的焊剂和纤维素材质的入防冻剂中做抗腐蚀剂、金属的焊剂和纤维素材质的 阻燃剂。阻燃剂。硼砂：硼砂：Na2B4O710H2O， 实际结构为实际结构为 Na2B4O5(OH)4 8H2O 结构结构BOHOOBOHOBOHBOOOH2-BOBOOOOOHHOBBHOOH2-三、

33、硼酸盐和硼酸三、硼酸盐和硼酸硼砂珠试验硼砂珠试验Na2B4O7 + CoO Co(BO2)3 2NaBO2 (蓝色蓝色) Na2B4O7 + NiO Ni(BO2)3 2NaBO2 (棕色棕色)在实验室用做标定标准酸溶液的基准物：在实验室用做标定标准酸溶液的基准物： 用途用途Na2B4O7 10H2O + 2 HCl 4 H3BO3 + 2 NaCl + 5 H2O 性质性质 易溶于水，水解呈碱性易溶于水，水解呈碱性 B4O5(OH)42- - + 5 H2O 4 H3BO3 + 2 OH 2 H3BO3 + 2 B(OH)4- 与酸反应制与酸反应制 H3BO3 Na2B4O7 + H2SO4

34、 + 5H2O 4 H3BO3 + Na2SO4因水解产生等量的因水解产生等量的H3BO3 和和 B(OH)4-，故有很好的，故有很好的缓冲作用，硼砂缓冲作用，硼砂 水溶液的水溶液的pH = 9.24。因此硼砂可用。因此硼砂可用来配制标准缓冲溶液。来配制标准缓冲溶液。 少见的固体酸。少见的固体酸。H3BO3 在水中是一元酸。在水中是一元酸。 其其质子转移平衡与质子转移平衡与B原子的缺电子性质密切相关：原子的缺电子性质密切相关： 值表明值表明 H3BO3 的酸性极弱，不能直接用的酸性极弱，不能直接用 NaOH 滴定。滴定。 多羟基化合物（如甘露醇、甘油等）多羟基化合物（如甘露醇、甘油等）与与 H3BO3 反应生成稳定的配合物并使显示强酸性，反应生成稳定的配合物并使显示强酸性，从而使滴定法可用于测定硼含量：从而使滴定法可用于测定硼含量：apK9.2paKB(OH)3(aq) + 2 H2O(l) H3O+(aq) + B(OH)4- -(aq)