复旦大学无机化学课件之第2章_硼族元素

1、第二章第二章 硼族元素硼族元素A B Al Ga In Tlns2np1-菱形硼2.1 概述B为非金属单质，为非金属单质，Al、Ga、In、Tl是金属是金属氧化态：氧化态：B，Al，Ga（+3 ） In （+1，+3） Tl （+1）最大配位数： B： 4 例：HBF4 其他 6 例：Na3AlF6 2.2 硼族元素的缺电子性最简单的硼烷是B2H6 2BH3(g)=B2H6(g) H=148kJmol12.2.1 乙硼烷的成键特征及反应性点击观看动画B2H62L均裂2BH3L异裂BH2L2+BH4三中心两电子氢桥键 B2H6+2NaH2NaBH4 B2H6+2:PF32H3B:PF3B2H6+

2、2:CO2H3B:COB2H6+2:NH3BH2(NH3)2+BH4B2H6+H2O = H3BO3+H2B2H6+O2 = B2O3+H2O rH =504.6kJmol-1 =2026kJmol-1rH 硼氢键硼氢键 BH 硼硼键硼硼键 BB闭合的闭合的3中心中心-2电子硼桥键电子硼桥键 B B B开放的开放的3中心中心-2电子硼桥键电子硼桥键 B B B硼烷中有五种键型 氢桥键氢桥键 H B BB4H10分子结构2.2.2 AlCl3的成键特征(GaCl3)2 (InCl3)2 (AlBr3)2 (AlI3)2 (GaBr3)2除B的卤化物及A的氟化物以外,均为二聚形式。AlCl3中铝为

3、SP3杂化2.2.3 BX3的成键特征及路易斯酸性 BF3 (g) BCl3 (l) BBr3(l) BI3(s)熔点熔点( (K) ) 146 166 227 316沸点沸点(K) 172 285 364 483 键长键长(pm)(实测实测) 131 174 189 210共价半径和共价半径和(pm) 153 180 195 214键能键能(kJmol1) 646 444 368 267 BXBX3 3是以形成大是以形成大键来满足键来满足对电子的要求对电子的要求由于有空轨道由于有空轨道, ,可接受外来可接受外来电子电子, ,均为均为LewisLewis酸酸C5H5N(l)+BX3(g)C5H

4、6N: BX3rH(kJmol1) BF3(g) = 143 BCl3(g) = 189 BBr3(g) = 217BF3+NH3 = F3B:NH3 BF3+ HF = H+BF4酸性强酸性强:BF:BF3 3BClBCl3 3BBrBBr3 3BIBI3 3463.3 硼酸及其盐B：SP2杂化；存在分子间氢键；层与层之间的分子作用力结合。3.3.1. 硼酸 H3BO3是Lewis酸，是一元酸。 其酸性很弱,Ka=5.810-10加入多羟基化合物可增加酸性。H2SO4H3BO3+3CH3OH= B(OCH3)3+3H2O燃烧燃烧绿色火焰绿色火焰鉴别硼酸及盐23.3.2. 硼砂 (Na2B4O

5、710H2O)B4O5(OH)42B: SP2杂化 SP3杂化Na2B4O5(OH)48H2O硼硼 砂砂 珠珠 实实 验验硼砂珠实验: Na2B4O7 = B2O3+2NaBO2 +) CoO +B2O3 = Co (BO2)2 除氧化物除氧化物定性分析定性分析陶瓷、玻璃上釉陶瓷、玻璃上釉制造人造宝石制造人造宝石Na2B4O7+7H2O = 4H3BO3+2NaOH H3BO3+OH = B(OH)4 PH=9.24Na2B4O7+CoO=2NaBO2Co(BO2)2Cr2O3为绿色为绿色 Fe2O3为黄色为黄色.缓冲溶液缓冲溶液洗衣粉填料洗衣粉填料3.4 Ga、In、Tl 简介Ga+Ga+3Cl4 | | 4S2 4S04P0 TlTl+ +类似于类似于K K+ +与与Ag+Ag+TlAl(SO4)212H2OTl2CO3与K2CO3同晶T