211 第十五章 硼族元素
Chapter 15 The Boron Family Elements
Boron (B) Aluminum (Al) Gallium (Ga) Indium (In) Thallium (Tl)
Electron configuration：ns2np1
§15-1 硼及其化合物
Boron and its Compounds
一、General Properties
1．硼的化学性质与Si有某些相似之处（对角线相似原则），通常硼呈现+3氧化态，负氧化态的情况很少。硼与金属形成非化学计量的化合物（nonstoichiometric compounds），M4B、M2B、MB、M3B4、MB2、MB6等。
(1) B2O3与SiO2都是固态酸性氧化物，Al2O3是两性，CO2是气态酸性;
(2) H3BO3与H4SiO4都是很好的酸；
(3) 多硼酸盐与多硅酸盐结构相似；
(4) 硼烷、硅烷可形成多种可燃性气态物质，而AlH3是固态。
2．在自然界中，硼以硼砂（borax）：Na2B4O7·10H2O，四水硼砂（kernite）：Na2B4O7·4H2O，天然硼酸 ( sassolite）：H3BO3存在。
3．硼在自然界中丰度之所以低，是因为LiHeB734210105n，所以硼材料可作为核反
应堆的减速剂和生物防护。
二、The Simple Substance
1．Boron has several allotropic forms. 无定形硼为棕色粉末， The crystals of boron are black.
高熔沸点（m.p. 2300℃，b.p. 2550℃）
单质硼有多种复杂的晶体结构，其中最普通的一种是 菱形硼，其基本结构单元为正二十面体的对称几何构型，然后由B12的这种二十面体的布起来组成六方晶系的 菱形硼。
1 第十五章 元素与健康
20世纪，有关化学元素与人体健康的科学研究迅猛发展，并且取得了突出的成就。不同种类的化学元素在人体内起着至关重要的作用，其含量的多少与人体健康密切相关。了解有关化学元素在人体内的状况、生理意义及其含有化学元素的典型药物知识对于疾病的预防、诊断和治疗有着重要意义。
第一节 元素概论
目前已知的化学元素有119种，其中天然元素有92种，人体内被发现的元素已达81种。根据元素在人体内的含量不同，可分为常量元素（又称宏量元素，macroelement）和微量元素（又称痕量元素，microelement或trace element）两大类。常量元素是指其占人体质量的0.01%以上的元素，微量元素是指其占人体质量的0.01%以下的元素。
一、常量元素在人体内的分布
常量元素在人体内有11种，集中在周期表前20号元素内，是人体生命过程中的必需元素，它们共占人体总质量的99.25%。其名称、含量及分布情况见表6-1-1。
表6-1-1 常量元素情况一览表
元素 符号 占体重比例/% 人体组织中的分布情况
氧
碳
氢
氮
钙
磷
硫
钾
钠
氯
镁 O
C
H
N
Ca
P
S
K
Na
Cl
Mg 64.30
18.00
10.00
3.00
2.00
1.00
0.25
0.35
0.15
0.15
0.05 水、有机化合物的组成成分
有机化合物的组成成分
水、有机化合物的组成成分
有机化合物的组成成分
有机化合物的组成成分；骨骼、牙、肌肉、体液
有机化合物的组成成分；骨骼、牙、磷脂、磷蛋白
含硫氨基酸、头发、指甲、皮肤
细胞内液
细胞外液、骨
脑脊液、胃肠道、细胞内外液、骨
骨、牙、细胞内液、软组织
2 二、微量元素在人体内的分布
人体中其余70种元素均是微量元素，它们存在于组织中，含量极少，其中有18种元素是人体生命过程中的必需微量元素，它们通过与蛋白质和其他有机基团结合形成了酶、激素、维生素等大分子，发挥着重要的生理生化功能。表6-1-2列举了18种必需微量元素的分布情况。
第十七章节氮族元素
1.利用化学平衡理论分析解释Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4水溶液的酸碱性。
解：因为在Na3PO4溶液存在如下平衡
3-4PO + H2O H2-4PO + OH- 2b1105.1K
所以，溶液因3-4PO的强烈水解而呈碱性（pH > 7）。
在Na2HPO4溶液中既存在H2-4PO的水解，又存在着H2-4PO的解离
OHHPO224 7b242101.6KOHPOH
OHHPO224 13a3334104.4KOHPO
a3b2KK，所以溶液显碱性(pH > 7)；同样，在-42POH溶液中也存在着如下平衡：
OHPOH242 8a2324106.3KOHHPO
OHPOH242 12a-43101.3KOHPOH3
因3aa2KK，溶液显酸性(pH < 7)。
所以，三种溶液的pH大小为：Na3PO4> Na2HPO4> NaH2PO4
2.写出下列盐热分解的化学方程式
NH4Cl
(NH4)2SO4 (NH4)2Cr2O7 KNO3 Cu(NO3)2 AgNO3
解：NH4Cl △ NH3↑+ HCl↑ (遇冷又结合成NH4Cl)
(NH4)2SO4 △ NH3↑+ NH4H SO4
(NH4)2Cr2O7 △
N2↑ + Cr2O3 + 4H2O
2KNO3
△ 2KNO2 + O2↑
2Cu(NO3)2 △ 2 CuO + 4NO2↑ + O2↑
2AgNO3 △ 2Ag+ 2NO2↑+ O2↑
3.在实验室中，怎样配制SbCl3、Bi(NO3)3溶液，写出相关的化学方程式
解：为了抑制SbCl3、Bi(NO3)3在水溶液中的水解，配制SbCl3、Bi(NO3)3溶液时必须将SbCl3、Bi(NO3)3溶解在相应的强酸中。具体方法是：取适量的SbCl3、Bi(NO3)3于烧杯中，分别加入一定量的浓HCl和HNO3，待溶解后移入容量瓶中，并加入浓HCl和HNO3稀释至刻度即可。反应式如下：
1 第十五章 氧族元素之教案
15-1 氧族元素的通性
一：氧族元素通性的变化规律(C级掌握)
1.同族的通性
氧族元素的基本性质
性 质 氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te)
原 子 序 数 8 16 34 52
原 子 量 16.00 32.06 78.96 127.60
价电子构型 2s22p4 3s23p4 4s24p4 5s25p4
主要氧化态 -2,0 -2,0,+2,+4,+6 -2,0,+2,+4,+6 -2,0,+2,+4,+6
共价半径(pm) 66 104 117 137
离子半径(M2-,pm) 140 184 198 221
第一电离势(kJ/mol) 1314 1000 941 869
第一电子亲合势(kJ/mol) -141 -200 -195 -190
第二电子亲合势(kJ/mol) 780 590 420 295
单键解离能(kJ/mol) 142 226 172 126
电 负 性 3.44 2.58 2.55 2.10
15-1.1:总结氧族元素通性的变化规律.(C级掌握)
15-1.2:为什么氧族元素的氧化态为偶数(-2,+2,+4,+6)？(B级掌握)
2。与同周期的卤素元素比较(C级掌握)
15-1.3:为什么氧族元素的非金属活泼性和电负性均小于同周期的卤素元素?(C级掌握)
3。氧族元素从上到下正氧化态的稳定性逐渐增加。
二：氧的特殊性（C级重点掌握）
（1）电子亲合势：O＜S(原因同卤素的F＜Cl)
（2）解离能：O-0＜S-S(原因同卤素的F2＜Cl2)
（3）氧在 正常化合物中的氧化数均为-Ⅱ,OF2、H2O2等例外。氧可形成强的双键，而S，Se，Te形成双键的倾向越来越小.
15-1.4:硫与氧相比,为什么氧易形成p-p的π键,而硫却难以形成?(B级掌握)
三：氧族元素的存在（了解）
15-2 氧及其化合物
15-2-1 氧气单质（了解）
