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第十四章 硼族元素(IIIA族)B Al Ga In Tl 硼铝镓铟铊

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高中化学竞赛-硼族元素

高中化学竞赛-硼族元素

高中化学奥林匹克竞赛辅导硼族元素一、硼族元素简介硼族元素包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)，在周期表中处于第Ⅲ A族。

硼族元素的价电子构型为n s2n p1，除硼外其余元素均为金属元素，金属性随原子序数的增加而增强。

B的半径较小，失去三个电子非常困难，因此硼不能形成简单阳离子B3+，只能通过共用电子对形成共价化合物。

Al、Ga、In、Tl在水溶液中可以形成M3+。

因为惰性电子对效应，Tl3+具有强氧化性。

在硼族元素形成的共价分子中，中心原子最外层只有6个电子，未达到8电子的外层结构，属于缺电子化合物，它们具有一个空p轨道，可以接受孤对电子形成配位键，是强的路易斯酸。

硼族元素的性质二、硼及其化合物1.硼的单质硼的非金属单质以原子晶体形式存在。

单质硼有无定形硼和晶体硼两种，无定形硼为棕色粉末，晶体硼为黑灰色原子晶体。

晶体硼结构较为复杂，其晶体结构单元为12个硼原子组成的正二十面体。

它有20个等边三角形面，12个顶点，硼二十面体通过不同的连接方式形成各种硼的同素异形体。

晶体硼的化学活性较低，无定形硼较活泼。

常温下，硼能与F 2反应，高温下能与N 2、O 2、S 等非金属单质反应。

无定形硼可被热的浓硝酸、浓硫酸氧化成硼酸，也能与强碱作用放出氢气。

2B+N 22BN(与金刚石C 2互为等电子体，是原子晶体) B+3HNO 3(浓)B(OH)3+3NO 2↑2B+2NaOH+2H 2O2NaBO 2+3H 2↑(与Al 的性质相似)2.硼的氧化物及含氧酸硼最重要的氧化物是B 2O 3，熔融B 2O 3能溶解许多金属氧化物，形成具有特征颜色的偏硼酸盐，这个反应用于定性分析，称为硼珠实验：CuO+B 2O 3Cu(BO 2)2(蓝色) NiO+B 2O 3Ni(BO 2)2(绿色) B 2O 3的水化物为硼酸H 3BO 3或B(OH)3。

H 3BO 3是白色的片状晶体，具有片层结构，层和层 之间存在范德华力，容易发生滑动，其中氢键对其结构的形成具有支配的作用。

IIIA-硼族

IIIA-硼族

3LiAlH 4 4BF3 ether 2B2H6 3LiF 3AlF3
3NaBH4 4BF3 ether 2B2H6 3NaBF4
硼烷的结构特点
1960年代初由Lipscomb解决．
价电子数：3×2 + 1×6 = 12
若
H
HB
H
H BH H
则2个BH3之间不结合，且每
个B成键后仅6e
RX + BF3 = 6R+ + BF3X卤代烃 Lewis酸 正碳离子
R+ + phH = PhR + H+ BF3X- + H+ → BF3 + HX
水解
+ BX3(g) + 3H2O(l) = B(OH)3(s) + 3HX(g) 亲核机理 X = Cl , △rG = -157.07 kJ·mol-1 < 0 X = F , △rG = +29.59 kJ·mol-1 > 0
∴S.S. , 298K， BF3 水解非自发。 BF3(g)水解条件较苛刻（加热，加OH-）；但一旦水解，因 其缺电子性， 产物复杂：
BF3
+
△, OH-
H2O ──→
BF4-、[BF3(OH)]
-、[BF2(OH)2]
-、
[BF(OH)3] -、
[B(OH)4]
-
、
[H2O→BF3] ……
氮化硼
硼酸根的结构：
四硼酸钠（硼砂，Borax）
Na2[B4O5(OH)4]·8H2O （常写为Na2B4O7·10H2O）
1．四硼酸根 [B4O5(OH)4]22个B： sp2 另2个B： sp3

硼族元素.ppt

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• 脱水
N a 2 B 4 O 7 1 0 H 2 O 8 7 8 ℃ B 2 O 3 + 2 N a B O 2 + 1 0 H 2 O
硼砂
• 硼砂珠试验——鉴定金属离子
硼砂与B2O3、B(OH)3一样，与一些金属氧化物共熔 →带特征颜色的偏硼酸盐。
Na2B4O7+CoO=2NaBO2.Co(BO2)2 蓝宝石色
2.04
Al 3s23p1
+3 118 1.61
Ga In Tl 4s24p1 5s25p1 6s26p1 +3(+1) +3,+1 +1(+3) 126 144 148
1.81 1.78 1.8
硼族元素基本性质
◆ 价电子构型：ns2np1
◆ 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
2Cr(BO2)3·6NaBO2 Cu(BO2)2 CuBO2 Fe(BO2)2 Fe(BO2)3 Ni(BO2)2 MnO2·2B2O3
绿色 蓝色 红色 绿色 棕色 黄棕 紫色
三氧化二铝 2. 铝的含氧化合物
多种变体, -Al2O3 , -Al2O3 (I) -Al2O3 自然界存在刚玉:熔点高,硬度大 (II) -Al2O3 吸附剂和催化剂 天然宝石: 透明氧化铝晶体含不同杂质而呈现鲜明颜色
本章主要内容
● (一) 硼、铝单质、氢化物、卤化物、含 氧化合物的结构和性质
● (二) 了解硼、铝化合物的缺电子性 ● (三) 硼族元素性质递变规律
§16.1 硼族元素通性
● 硼(B) 铝(Al) 镓(Ga) 铟(In) 铊(Tl)
B
价电子结构 2s22p1

硼族元素及其化合物

硼族元素及其化合物

无机化学
硼族元素及其化合物
氢氧化铝（Al（OH）3）是两性物质，既溶于酸又溶于碱： Al(OH)3+NaOH → NaAlO2+2H2O 2Al(OH)3+6HCl → 2AlCl3+3H2O 氢氧化铝的碱性比酸性略强，故铝盐都易水解。
硼族元素及其化合物
铝的卤化物从氟化物到碘化物，键型由离子键过渡 到共价键，这是因为F-、Cl-、Br-、I-的变形性依次增强， 其中最重要的是AlCl3。无水氯化铝是无色晶体，常温下 有挥发性，经测定其蒸发密度知它的分子式相当于Al2Cl6， 是共价化合物，为双聚分子。AlCl3溶于所有的有机溶剂， 在水中也易溶，因水解作用，其溶液显较强酸性，水解 过程中有碱式盐生成，其水解过程如下：
3. 铝的重要化合物
铝的重要化合物有氧化物、氢氧化物及卤化物。
氧化铝（Al2O3）是一种难熔的且不溶于水的白色粉末， 经灼烧后的氧化铝也不溶于酸。刚玉是存在于自然界中的 结晶氧化铝，其硬度仅次于金刚砂（碳化硅），是很好的 磨料。经特殊处理的氧化铝粉末，疏松多孔，具有很大的 相对表面积，有很强的吸附性能，叫做活性氧化铝，广泛 用作层析工作中的吸附剂。
无机化学
硼族元素及其化合物
硼族元素位于周期表中第ⅢA族，主 要包括硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、 铟（In）、铊（Tl）五种元素。
硼族元素及其化合物
一、 硼族元素通性
硼族元素的价电子层结构为ns2np1，其氧化数为+3 和+1，以+3为主要特征，在+3氧化态时完全是共价化合 物。由于它们价电子层的四个轨道中只有三个电子，价电 子数少于价电子层轨道数，故称为缺电子原子，所形成的 化合物被称为缺电子化合物。因此硼族元素有极强的接受 电子的能力，易形成聚合型分子（如Al2Cl6）和配位键化 合物。表8-19是硼族元素的一些基本性质。

硼族元素

硼族元素

2 Tl + H2SO4 —— Tl2SO4 + H2 产物中铊的氧化数为 + 1。 镓、铟、铊金属单质可以与氧 化性酸反应。 Ga，In 被氧化到 + 3 氧化态。 Ga + 6 HNO3 —— Ga NO3 3 + 3 NO2 + 3 H2O
In + 6 HNO3 —— In NO3 3 + 3 NO2 + 3 H2O 2 Tl + 2 HNO3 —— TlNO3 + NO2 + H2O Tl 只到 + 1 氧化态 Ga 的两性和 Al 相似，可以与 强碱反应生成氢气 2 Ga + 2 NaOH + 2 H2O —— 2 NaGaO2 + 3 H2 In 和 Tl 均无此性质。
2 Tl3+ + 3 S2－ —— Tl2S↓+ 2 S↓
Tl2S 为蓝黑色沉淀。
H2S 与亚铊盐的碱性溶液作用时， 也生成 Tl2S 沉淀： 2 Tl+ + H2S + 2 OH− ——— Tl2S↓ + 2 H2O
TlCl 连同其他卤化铊对于光很
敏感，见光将分解成单质，因而颜
色变暗。
硼族元素
思考与讨论9：举例说明镓，铟，铊的单质和化合物的重 要特性。
概述：
B为非金属单质， Al、Ga43;3 ）
In （+1，+3） Tl （+1） 最大配位数： B： 其他 6 4 例：HBF4 例：Na3AlF6
镓、铟、铊金属单质可以与非氧化性酸反应。
镓单质的特性：
• 镓 • 与
Ga Zn，Fe，Al，Cr 等矿共生。
• 工业上镓主要来源于铝土矿和闪锌矿的冶炼残渣。

7主族元素口诀

7主族元素口诀

7主族元素口诀
7个主族（ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA）包含元素
第一主族，氢锂钠钾铷铯钫
IA：Li Na K Rb Cs Fr
第二主族，铍镁钙锶钡镭
ⅡA：Be Mg Ca Sr Ba Ra
第三主族，硼铝镓铟铊
ⅢA：B Al Ga In Tl
第四主族，碳硅锗锡铅
ⅣA：C Si Ge Sn Pb
第五主族，氮磷砷锑铋
ⅤA：N P As Sb Bi
第六主族，氧硫硒碲钋
ⅥA：O S Se Te Po
第七主族，氟氯溴碘砹
ⅦA：F Cl Br I At
化学元素记忆方法（谐音）
氢锂钠钾铷铯钫请李娜加入私访
铍镁钙锶钡镭媲美盖茨被累
硼铝镓铟铊碰女嫁音他
碳硅锗锡铅探归者西迁
氮磷砷锑铋蛋临身体闭
氧硫硒碲钋养牛西蹄扑
氟氯溴碘砹父女绣点爱
氦氖氩氪氙氡害耐亚克先动。

硼族


Na 2B4O7 NiO Ni(BO2 )2 2NaBO2 (棕色)
3.硼的卤化物
• 结构： B：sp2杂化 • BX3性质： BF3
X
B
X
BCl3 BBr3 l -46 91.3 BI3 s 49.9 210
X
室温下 g g 聚集态 熔点/℃ -127.1 -107 沸点/℃ -100.4 12.7
④ 被氯氯化


B2 H6 (g) 6Cl2 (g) 2BCl3 (l) 6HCl
r H -1376kJ mol
m
-1
2.硼的含氧化合物
① 三氧化二硼 B2O3
结构：原子晶体：熔点460C
无定形体：软化 B(无定形)
O2
Mg或Al +H2O -H2O
B2O3
H3BO3
水解：
BX3 3H2O H3BO3 3HX (X Cl,Br,I)
4BF3 3H2 O H3 BO3 3H[BF 4]
BF3 HF HF BF3
卤素的电负性为F>Cl>Br>I,但为什么卤化硼接受电 子对能力的次序为BF3<BCl3<BBr3<BI3? 除配位原子的电负性影响卤化硼分子接受电子对的 能力外，还有其他因素： 1 离域p键的形成降低了B原子进一步接受外来电子 的能力，BX3中B原子利用空的2p轨道和卤素原子形 成Π46大p键，降低了该空轨道接受电子对的能力。 而F半径最小，I半径最大，因此大键强度为 BF3>BCl3>BBr3>BI3，所以BI3最易接受外来电子。 2 卤化硼接受外来电子对后分子构型将由平面三角形 变为四面体，构型的转化需要一定的能量。卤化硼 构型改变能大小顺序为BF3>BCl3>BBr3>BI3。

第十四章硼族元素.ppt

四、对角关系
对比周期系中元素及相应化合物的性质，发现有些元 素及相应化合物的性质常与它右下方相邻的另一元素及相 应化合物的性质相似，这种关系称对角关系。
最明显的是周期系第二、三周期中的三对元素：
Li Be B C
Na Mg Al Si
1、Li-Mg的相似性 （1）单质在过量氧气中燃烧时，均只生成正常氧 化物。
1、掌握锡、铅氢氧化物的酸碱性；Sn(II)的还原性； Pb(Ⅳ)的氧化性；了解碳酸盐的性质，硅酸的性质，硅 酸盐晶体结构基本单元。
2、掌握正硼酸及四硼酸盐的性质；了解乙硼烷的结 构和性质，氢氧化铝及其盐的性质。
3、熟悉周期系中的对角关系。
2、氢氧化铝
性质：Al(OH)3难溶于水，是典型的两性氢氧化物之一。
H+
Al3+
Al(OH)3 OH-
[Al(OH)4]- 不是NaAlO2或Na3AlO3
固态NaAlO2要用Al2O3与强碱共熔而得： Al2O3(s)+2NaOH(s)→2NaAlO2(s)+H2O(g)
（五）铝盐
1、三氯化铝
第十四章 硼族元素
三、硼族元素 B、Al、Ga、In、Tl
（一）概述 ns2np1 除B外均为金属元素 氧化数：1、+3，从Ga→Tl由于惰性电子对效应+3化合物 稳定性降低，Tl3+有强氧化性，易转为Tl+的化合物。 化合物键型：B由于原子半径小，电负性大，其化合物场 均为共价型。其余多为离子型。 硼族元素原子的价电子数（3）<价层轨道数（4或9），这
（三）硼酸及其盐
硼硼酸的（含x氧B酸2O包3·y括H2偏O硼）酸等（。HBO2）,正硼酸（H3BO3）和多 H3BO3结构：晶体结构单位是B（OH）3, 呈现平面三角形， B原子取sp2杂化，然后硼酸分子间以氢键互相连接成层状结

14 硼族元素

原因是加入的物质可以与boh结合成很稳定的结构单元3chohboch燃烧绿色火焰可鉴别硼酸及盐在浓硫酸催化作用下硼酸和乙醇发生酯化反应生成硼酸三乙酯硼砂na主要的含氧酸盐白色玻璃光泽
第 13 章
硼族元素
IIIA
B Al Ga In Tl
B 为非金属，Al、Ga、In、Tl 是金属。
常见氧化态：B、Al、Ga
B2O3 和金属氧化物共熔融时，生成有 特征颜色的硼珠，可用于鉴定金属氧化物。 例如
CoO + B2O3 —— Co(BO2)2
深蓝色的硼珠 常见硼珠的颜色如下
CoO 深蓝色
CuO 蓝色
Cr2O3 绿色
MnO 紫色
NiO
绿色
Fe2O3 黄色
H3BO3是Lewis酸，是一元酸。
OH OH B OH ＋ Ｈ2O OH OH B OH OH
3. 写出下列反应的产物和方程式 (1) BF3通入碳酸钠溶液 (2) Tl2O3与浓硫酸作用 (3) 向偏铝酸钠溶液中加入NH4Cl溶液 解： (1) BF3 水解生成H3BO3 和HBF4 ，HBF4 为强酸，在碳 酸钠溶液中成BF44BF3 + CO32-+4H2O－3BF4-+B(OH)4-+4HCO3(2) Tl(III)氧化能力强，酸性条件下能将水氧化成O2 Tl2O3+H2SO4 — Tl2SO4+O2+H2O (3) Al(OH)4-+NH4+ — Al(OH)3 + NH3 + H2O
CH2 HOCH CH2
－
B
O
O
在浓硫酸催化作用下，硼酸和乙醇发生酯 化反应生成硼酸三乙酯
H3BO3 ＋ 3 CH3OH

讲座十三 硼族元素

讲座十三硼族元素王振山2017年12月9日，2018年1月27日，2中一、硼族元素概述硼族元素又称土族元素，其中Al2O3为黏土的主要成分，既难溶又难熔。

电子亲和能E A1规律性不强，电离能I1基本逐渐减小锯齿变化，氢化物稳定性减弱，+3氧化态为缺电子化合物。

2、硼族元素基本性质◆价电子构型：n s2n p1，◆最大特征是缺电子元素：价电子数3<价层轨道数4，可形成缺电子化合物。

▽缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数。

缺电子原子的特征表现：①、有空轨道，可形成多中心缺电子键(如B2H6中有3c-2e 键)；②、缺电子化合物是典型的Lewis酸(如BF3)。

易形成配位化合物(如H[BF4])，易形成双聚物(如Al2Cl6)。

注意：H[BF4]不是缺电子化合物。

3、硼族元素的电势图二、硼及其化合物硼在自然界中的存在：自然界没有游离硼，硼是自然界中分布较广的元素，存地壳中的质量分数为1.0×10-3%。

最丰富的硼矿是电气石，它是一种复杂的铝硅酸盐，约含10%的硼。

硼在自然界主要以含氧化合物的形式存在，其主要的矿物有：硼砂Na2B4O7·10H2O、斜方硼砂Na2B4O7·4H2O(四水硼砂)、方硼矿Mg5B14O26·MgCl2(2Mg3B8O15·MgCl2)、硼镁矿Mg2B2O5·H2O、硬硼钙石Ca2B6O11·5H2O、纤维硼镁石Mg(BO2)OH、硼钠钙石NaCa(B5O9)·8H2O、少量的天然硼酸H3BO3等。

硼在自然界中丰度之所以低，是因为105B+10n→42He+73Li，所以硼材料可作为核反应堆的减速剂和生物防护。

单质硼是高效的中子吸收剂，含硼控制棒是核电站的最重要部件之一，用于控制核反应的速率。

1、硼原子成键的三大特性：⑴、共价性（主要特征）B原子半径小，电离能(I1、I2、I3)大，B以形成共价键为特征。

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B2O3(s)+ M2O
M2O3
共熔
硼酸盐（玻璃状） （特征颜色）
用于鉴别Mn+
3. 制BN（氮化硼）
B2O3(s) + 2NH3(s) ＝ 2BN(s) + 3H2O(g)
△rG = +74.78 kJ· mol-1 △rS = +158.7 J· mol-1· K-1
∴熵驱动反应， T > 733K, →自发 (BN)x与(CC)x互为等电子体 (BN)x具石墨结构，但B-N为极性键，使反键与成键 轨道之间的禁带加宽， (BN)x为绝缘体，而石墨为导体。 (BN)x m.p.≈3000℃（加压），高熔点、高硬度，可 作耐高温材料（火箭喷嘴、绝缘材料）。
§5-2 铝分族 — 铝、镓、铟、铊
一、基本性质
性质： Tl 价电子结构 (4f105d10)6s26p1 6s2惰性电子对效应 +3 +3，+1 +3，+1 +1 —————————————————————→ 低价态稳定性↑，高价态氧化性↑（同IVA、VA族） Al 3s23p1 Ga In (n-1)d10ns2np1 (n = 4, 5)
（二）-菱形硼结构（重点） （书P.154~155 原子晶体，结构单元：B12） B12结构：正二十面体，12个顶点B原子， 3× 12 = 36价电 子
B12：36个价电子参与成键情况 棱数：B12单元内，每个B与 另5个B相连，有5条棱与之 有关，合计5×12/2 = 30条 棱
4 5 9 10 11 12
I Ga IAl
I In I Tl
ISn IPb I Ga>IAl
I In >I Tl
Isn> IPb
§5-1 硼
一、硼成键特征： （一）主要以共价键成键： B 原子半径小，I1、I2、I3 大 B sp2杂化：BX3、B(OH)3、 sp3杂化： BF4-、 BH4-、 B(OH)4（二）B缺电子性质（ns2 np1） 价轨道数 4 2s 2px 2py 2pz 价电子数 3 2s2 2p1 例 BX3 , B(OH)3 BF3 + F- = BF4- 酸碱化合物 氧化态为+3,但随原子序数增大，ns2 趋向稳定， Tl: +1氧化态为特征 → 缺电子化合物，Lewis酸：
（二）强还原性：
1．与非金属化合： △ 4 Al(s) + 3O2(g) ═══ 2Al2O3(s) △rH298 = - 3356 kJ· mol-1 可从金属氧化物夺取氧（冶金还原剂）
2Al + 3X2 ═══ 2 AlX3
2Al + N2
△ ═══ 2AlN
2．与酸或碱均反应 →H2↑
2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ 2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)4 - + 3H2 ↑ ∴Al是“两性元素” （Zn也是） 但Al在冷、浓HNO3、H2SO4中“钝化”。 铝合金：比重小而坚韧→飞机、建筑材料。
2．无定形B被热的浓H2SO4或浓HNO3氧化：
2B(s) + 3H2SO4(浓) ═══ 2H3BO3 + 3SO2(g) B(s) + 3HNO3(浓) ═══ H3BO3 + 3NO2(g)
3．有氧化剂存在并强热时与碱作用： 共熔 +3 2B + 2KOH + 3KNO3 ══ 3KNO2 + 2KBO2 + H2O
（三）形成多中心缺电子键，形成多面体：
硼晶体中有B-B-B， 硼烷中有B-B-B，或B-H-B 3c - 2e键 (3c-2e bond)
（四）B是亲F、亲O元素：
键能/kJ· mol-1 B-O 561~690；Si-O 452； B-F 613； Si-F规则
则2个BH3之间不结合，且每个B 成键后仅6e → 不合理！
B2 H6 分子 逆磁性（电子均已成对） 1 H NMR → 2 种 H，比例 4：2（4 个 H 和 2 个 H） 2 个 B 与 4 个 H 共平面
推测出如下结构 P157，图5-3： B2H6 分子结构示意图
1. B -H 键 键长119pm 2. B -H -B 3c-2e 键，桥 H 缺电子性质的键，
三、镓、铟 R.T. 例： 2Al + 3I2 → 2AlI3 Ga + I2 → 不及应 （一）还原性：B < Al > Ga > In > Tl 3s23p1 3d104s24p1 M 原子半径/pm Al (143.2) > Ga (122.1) （“钪系收缩”：Z*↑, r↓∴* = Z* / r ：Al<Ga） M3+离子半径/pm Al (51) < Ga ( 62) Ga+、In+具还原性：→ Ga3+、In3+ （二）Ga(OH)3酸碱两性，酸性稍强于Al(OH)3 （三）Tl(III)的强氧化性： Al 3＋ Ga 3＋ In 3＋ Tl 3＋ 氧化性增强 40℃ 例：TlCl3 ═══ TlCl + Cl2↑ 室温TlBr3分解；无Tl（III）I3，但 Tl+I3- 存在。
973K 4B(s) + 3O2(g） ═══ 2B2O3(s） △rH298 = - 2887 kJ· mol-1 △rG298 = - 2368 kJ· mol-1 ∴B在炼钢中作脱氧剂。 B-O Si-O C-O 键能/kJ· mol-1 560-690 > 452 > 358 (B亲O) 2x B(s) + xN2(g) ═══ 2(BN)x (s) 氮化硼：石墨结构，为B-N键极性，为绝缘体 2B(s) + 3X2(g) ═══ 2BX3 (X = Cl、Br、I）
（三）B(OH)3化性
1．一元Lewis弱酸：不是三元质子酸！ B(OH)3 sp3 缺电子性 B(OH)3＋H2O=B(OH)4+H3O+ Ka = 5.8×10-10，很弱 2．与多元顺式羟基化合物反应，酸性↗，例如：
1
3 6 8 7 2
1
4 5 9 10 11 12 3 6 8 7 2
1．与外部B12 成键 （2）顶部和底部： （1）腰部： 顶部（3、8、9）和底部（5、 6个B原子（1、2、7、12、 6、11）各3个B原子与上一层3 10、4）与同一平面内相 个B原子或下一层3个B原子共 邻的另6个B12共形成6个 形成6个正常B-B 2C-2e键171 3c-2e键203 nm，用去 nm，共用去6×（2/2）e = 6e
§5-4 硼族元素重要化合物
一、氧化硼
（一）结构
B2O3(s) 白色固体 晶体（BO4 单元、似石英、但 4 个 B-O 键长不等） 无定形体
B2O3(无定形）＝ B2O3（六方晶形）△rH = - 19.2 kJ· mol-1 (二) 化性： 1. 硼酸酐 晶形 B2O3(s) + 2 H2O(l) = 2 H3BO3 △rH = - 76.6 kJ· mol-1 无定形 B2O3(s) + 2 H2O(l) = 2 H3BO2 2. 与金属氧化物共熔
B2H6分子存在“多中心缺电 子键”，即3c-2e bond (3 center-2 electorn bond)。
桥H B-H-B 键长？
B2H6中B -H -B键的性质：
a n B sp 3
b
H 1s
（二）Lipscomb（李普斯昆）硼烷成键五要素
1960年代初，Harvard University的William N. Lipscomb提出，
§5-3 硼烷
一、组成
BnHn+4 类 BnHn+6 类 共 20 多种
二、命名：同碳烷
BnHn+4类 B2H6 B5H9 戊硼烷-9 B16H20 BnHn+6类 B5H11 戊硼烷-11 乙硼烷 B1~B10 甲、乙、…… 辛、壬、癸） 十六硼烷 （B11以上：十一 ……） 若原子数目相同，而H原子数目不同： B5H9 戊硼烷-9 B5H11 戊硼烷-11
第十四章 硼族元素 （IIIA族）
B Al Ga In Tl 硼 铝 镓 铟 铊
一、硼族元素 2s22p1
B
3s23p1 Al 4s24p1 Ga
5s25p1 In 6s26p1
Tl
（在周期表中位置：第IIIA族） 相似性 递变性 1、最外层都有 单质物性 单质化性 3个电子，化合 ＋3 EA1 ＋ 1 价主要有+3和 熔 非 规 最 氢 +1，易形成共 沸 主 主 律 高 化 金 点 价化合物。 要 要 性 价 物 属 降 氧 的 性 氧 氧 不 低 减 化 稳 化 化 强 物 定 单 弱 2、气态氢化物 态 态 对 性 、 质 稳 稳 的通式：RH3 I1 应 减 密 金 定 定 水 弱 度 属 基 化 性 性 性 增 本 物 大 增 3、最高价氧化 逐 逐 逐 的 强 渐 渐 酸 物对应的水化 渐 增 减 性 减 物通式为H3RO3 大 小 减 小 或R(OH)3 弱
B
三、硼烷的性质 （一）重要的化学反应 1. 易燃性 B2H6+ O2= B2O3+ 3H2O 2.水解性质 B2H6+ 6H2O= H3BO3+ 6H2 3. 与卤素反应 B2H6+ 6Cl2= 2BCl3+ 6HCl
4. 路易斯酸性(加合反应) B2H6+2CO=2[H3BCO] B2H6+2NH3=2[BH2(BH2(NH3)2]++[BH4]-
二、硼酸 T↗，逐步脱水： 120℃ 140-160℃ 500℃ B(OH)3 → HBO2 → H2B4O7 → B2O3 正硼酸 偏硼酸 四硼酸 （一）B(OH)3晶体结构（书P161图5-7） 层状结构： 层内：B sp2杂化 有氢键 层间：范德华力 ∴似石墨，有解离性。 （二）B(OH)3物性 R.T.微溶于水，T↗，溶解度↗，可用重结晶方法提纯 T/℃ 25 50 100 S/g/100gH2O 5.44 10.24 27.53