第 16 章硼族元素

第16章硼族元素 • ns2np1 B Al Ga In Tl +3 +3 +3 (+1) +1 +3 +1(+3) 电负性 2.04 1.61 1.81 1.78 1.62 2.04 （H 2.18）＋3是特殊的价，一般是最稳定的，但是，从元素电位图上看出： Tl3+＿1.25＿Tl+＿-0.336＿＿Tl ︱＿1.36＿TlCl＿-0.557 ＿＿∣ 说明Tl3+有强的氧化性。因为有6S2因素

B与Si有点相似（斜对角规则） B-B Si-Si没有C－C键强，但B-O、Si-O键强度大，键能高 B在自然界的存在形式：Na2B4O7•10H2O、H3BO3. BnHn+4、BnHn+6硼烷，早期高能燃料 B2H6+3O2→B2O3+3H2O ΔH=-2166KJ•mol-1 （注：B2H6是气体，有毒，有爆炸性，能燃烧） C2H6+O2→CO2+H2O ΔH=-1559KJ•mol-1 除硼以外，均为金属

硼族元素单质 自然界存在：Na2B4O7•10H2O，Al2O3铝矾土 Ga、In、Tl稀散。地球元素含量（％）：O(46.4)、Si(28.2)、Al(8.3)、Fe(5.6)、Ca(4.2)、Na(2.4)、Mg(2.3)、K(2.1)、 Ti(0.57)、H（0.14）

共价键B：2s22p1受到激发→2S12Px12Py12Pz0 硼单质是由B12二十面体对称体为结构单元，B-B相互间如果只形成3个传统的共价键，达不到稳定的电子结构；缺少电子，不稳定。折中的办法形成了，三中心2电子的特殊的键。 P772反应：无定型硼：B+O2→ B+Cl2→ B+N2→ 赤热 B+6H2O(g)→2B(OH)3+3H2↑ 热 B+3HNO6(浓)→B(OH)3+NO2↑ 碱中 B+NaOH+3KNO3→NaBO2+KNO2+H2O 氧化剂

Al Ga 性质类似，均是两性 值得一提Ga的物理性质：mp=302.78K放在手心可以熔化，仅次于Hg(234K) bp=2676K 范围最大，可用于高温温度计材料提取，冶炼：B2O3+3Mg→2B+MgO 类似： SiCl4+Zn→Si+ZnCl2 GeO2+H2→Ge+H2O Bi2O3+3C→Bi+3CO Sb2S3+3Fe→2Sb+3FeS FeO+CO→Fe+CO2

Al电解：Al2O3在Na3AlF6中，在1300K的高温下 Ga电解：Ga(OH)4- Ga3+ -0.52 Ga Ga(OH)4--1.22 Ga Al3+ -1.67 Al Al不能在溶液中电解 Al(OH)4--2.35 Al

硼族化合物性质 BH3不存在，因为没有八耦体结构，而B2H6存在。在BF3中，B是SP2杂化（三个杂化轨道与三个F各成1σ键，平面三角形结构：同时还存在一个多中心键Л46，它的四个轨道2S+2P总是要都成键才稳定） P771 B3:3中心2电子键（不是Л键），同样，B2H6也存在多中心，少电子键硼烷有近百种：BnHn+4类，BnHn+6类多核硼烷中的键型不外乎5种：正常的共价键：B-H B-B 多中心键有：B-H-B B-B=B B-B-B

硼酸电离 一元酸 B(OH)3++H2O→B(OH)4-+H+ P780卤化物 B2O3+HF→BF3(g) BF3+AlCl3→AlF3+BCl3(g) BF3+H2O→H3O++BF4-+B(OH)3 P783氧化物 B2O3+H2O(g)→HBO2(g) B2O3+H2O(l)→H3BO3 硼珠试验：CuO+B2O3→Cu(BO2)2兰 NiO+B2O3→Ni(BO2)2

16-3惰性电子对效应 斜对角线规则 Li-Mg Be-Al B-Si 碳酸及其盐热分解易 H2CO3>HCO3－->NaCO3-难 Li2CO3>Na2CO3>K2CO3 MgCO3>CaCO3>BaCO3 Li2CO3~MgCO3 Na2CO3~CaCO3 极化理论解释

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