第13章硼族元素

两性
Al(OH)3 Al(OH)3
++33HO＋H=－==A=lA3+l+(O3HH2)O4－
2Al(OH)4－＋CO2 == 2Al(OH)3↓＋2CO32－＋H2O
Al(H2O)3+ CO32- Al(OH)3 CO2 Al(OH)4-
pH 小大
2. 铝的含氧化合物
Al2O3
化α学-A性l质2O不3 活泼强热
性 亲氧性
质
△
4 Al + 3O2== 2Al2O3
△rHm = －3351.4 kJ·mol－1
2Al + Fe2O3== 2Fe+Al2O3 铝热反应
强还原性
高温
高温
2Al + N2 ==2AlN 4Al + 3S ==2Al2S3
Al(OH)3 Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+
棕色粉末
晶形硼 黑灰色
化学活性高 硬度大 熔点，沸点都很高
α-菱形硼(B12)：由B12二十面体 组成的六方晶系，B原子占据 二十面体的12个角顶。每个二 十面体以三中心二电子的B3键 和B-B键连接。
2. 硼单质的化学性质
(1) 常温下与F2反应
2B+3F2 == 2BF3
(2) 高温下与非金属和金属单质反应
对角关系主要是从性质总结出来的经验规律,可从具 有相似的离子场力来粗略解释。
硼和硅的类似性
• 单质都显有某些金属性 • 自然界不以单质存在，是以氧的化合物存在 • B-O键和Si-O键都有很高的稳定性 • 氢化物多种多样，都具有挥发性，且可自燃，
并能水解 • 卤化物彻底水解，它们都是路易斯酸 • 都生成多酸和多酸盐，有类似的结构特征。正

Bonding in CO2 成键情况
O C O
The structure of carbon dioxide
excitation sp hybridization
两个sp杂化轨道各与氧原子的p轨道形成两个键，余 下的两个p轨道各与氧原子的一个p轨道形成一个键。
Delocalized bond 离域键
Structure of zeolite 沸石
Mg2+ Na+ຫໍສະໝຸດ Na+Al3+
Na+
Mg2+
Na+
Al3+
Mg2+
Al3+
The preparation of crystal silicon 单晶硅的制备
• SiO2 (石英砂) + 2Mg Si (amorphous) + MgO
• Si (course, 粗) +3HCl SiHCl3(l) 精馏（fine distillation）.
F F F F F
Cryolite[Na3AlF6 ]冰晶石
B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar
Al
F
Ga Ge As Se Br Kr
In Sn Sb Te I Xe Tl Pb Bi Po At Rn
p-block elements
• 第2周期元素性质反常
因B、C、N、O、F元素无d轨道可参与成键 • 多为共价化合物 如：AlCl3, SnCl2, NH3,……
Carbon has three allotropic forms 碳的同素异性 体: diamond金刚石, graphite 石墨, amorphous carbon 无定形碳. Carbon dioxide, linear and nonpolar, electron configuration 2s22p2, sp 杂化

体为铊 的离 r(的+M离的3子8，3子+电+半1尤)键氧/子p径其m特化层是征态结硼。是构和2常，7铝见显基的正本，氧5显0化T+l态3+。1，的P64它化027们合硼的物族元一中8素0般具的元氧有素化电较8势8态强图.6。 I1/(kJ·mol-1) 801 578 579 558 589 电负性( p ) 2.0 1.5 1.6 1.7 1.8
硼化物一般具有高的硬度和熔点。
25
二、金属铝
1.物理性质和用途 （1）物理性质 • Al、Ga、In、Tl均为银白色，质软、轻而富有延
展性的金属。 • 铝是一种银白色有光泽的金属，密度2.7g·cm-3，
熔点为930K，沸点为2740K。它具有良好的延展性 和导电性，能代替铜用来制造电线、高压电缆、 发电机等电器设备。
2
§13.1 硼族元素的通性
0
ⅢA Ⅳ硼AB ：以Ⅴ硼A酸盐Ⅵ矿物A存在Ⅶ。A He 氦
2B 3 Al
硼 铝
SC(Ai 铝l2O碳硅A除 属3)l最硼。：NP为以由为广A磷氮于非泛l-O镓金，S键O、属第存3铟外在氧硫位，， 、。CF矿其铊l物余的氟氯以均性铝NA为质矾er 土氩氖金十
4 Ga 镓 Ge镓锗G分a相A：似s与砷Z，n,常SFe称e, A这硒l，三CB种rr等元溴矿素共K生为r 。氪镓
Ga存在于铝矾土和煤中，In和Tl存在于闪锌矿中。 • 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）
14
13-2-1 硼族元素在自然界中的分布
价价原••••I电主1层离 r电/子价缺缺例注((负要特原kM电3子半电电电如意子J3氧子性·+半m径子子子：：数)轨化点子/(po径/数原化BH价m道l数pF-p1合子[m)3)B数层，：物F0缺8电H4、228]有：价0不.387电0子+B14空成电∧3是O子轨轨键子03缺5原。1、15道道电数74.电0子5+38子数3<子等对价化为形配 05电116、数层+缺 多72合位.‖缺成2+子3629轨电中1<物键电缺原价道子心。0(子子电51、1如8层数原键+56.有多037原子+H38轨子(1如孤电[子化B道可0∨8B对子F51、1(，合数形28+487H.]电原3.8+)069成6可物))1子子

第十三章P区元素一.选择题1.下列关于氟和氯性质的说法正确的是A. 氟的电子亲和势(绝对值)比氯小B. 氟的离解能比氯高C. 氟的电负性比氯大D. F-的水合能(绝对值)比Cl-小E. 氟的电子亲和势(绝对值)比氯大2.按F--Cl--Br--I顺序,下列性质递变规律不正确的是A. X-离子半径:F-<Cl-<Br-<I-B. 电负性:F>Cl>Br>IC. 电子亲和能:F>Cl>Br>ID. X-离子水和热(绝对值):F->Cl->Br->I-3.下列物质中具有漂白作用的是A. 液氯B. 氯水C. 干燥的氯气D. 氯酸钙4．高层大气中的臭氧层保护了人类生存的环境,其作用是A. 消毒B. 漂白C. 保温D. 吸收紫外线5. O3分子中,中心氧原子的杂化态为A. spB. sp2C. sp3D. sp2d或dsp26. H2O2分子中,氧原子用下列哪一种杂化轨道成键A. spB.sp2C. sp3D. dsp2(sp2d)7.由于多硫化物中有过硫链,因此多硫化物具有A. 还原性B. 氧化性C. 既具有氧化性,又有还原性D. 既无氧化性,也无还原性8.下列各组硫化物中,可以在稀盐酸中溶解的是A. MnS,FeSB. ZnS,CuSC. SnS,PbSD. FeS,Ag2S9.对大气污染危害较大工业废气中含有SO2,下列措施中不能有效的消除SO2污染的是A. 用氨水吸收SO2B. 用NaHSO3吸收SO2C. 用石灰乳吸收SO2D. 用Na2CO3吸收SO210. 检验某溶液是否含有S2O32-的方法为A. 加稀盐酸溶液变浑浊B. 加稀盐酸溶液变浑浊且有刺激性气味的气体生成C. 该溶液能使AgBr沉淀溶解D. 加入AgNO3至生成白色沉淀,沉淀颜色由白变黄变棕最后变黑E. 能吸收少量氯气11. 关于离域π键形成条件的叙述,不正确的是A. 在三个或三个以上用σ键联结起来的原子间有可能形成离域π键B. P电子数小于P轨道的两倍C. 成键原子在同一平面上D. 第三周期及其以后的元素不形成离域π键,因为很难发生P—π重叠12．下列单质中与CO是等电子体的是A. NOB. O2C, N2 D. NaH13．下列哪种物质沸点最低A. AsH3B, PH3 C. NH3 D. SbH314．下列哪一组的两种金属遇到冷,浓硝酸都不发生反应(包括钝态)A. Au AgB. Ag CuC. Cu FeD. Fe Al 15．在实验室中,如何存放白磷A. 放在水中B. 放在CS2中C. 放入棕色玻璃瓶D. 放入棕色塑料瓶16．在磷酸二氢钠溶液中加入硝酸银溶液.以下叙述正确的是A. 析出白色AgH2PO4B. 析出黄色Ag2HPO4沉淀C. 析出黄色Ag3PO4沉淀D. 不析出沉淀17．下列酸中,酸性最强的是A. H3PO2B. H3PO4C. H3PO3D. H4P2O718．黑火药的主要成份A. KNO3S CB. NaNO3S CC. KNO3P CD. KNO3S P19．下列物质按氧化性增强的顺序排列正确的是A. H3PO4HNO3H4AsO4HNO2B. H3PO4H4AsO4HNO2HNO3C. H3PO4H4AsO4HNO3HNO2D. H4AsO4H3PO4HNO3HNO220．硼的成键特征是A. 共价性B. 缺电子性C. 多面体性D. 前三者均是21．乙硼烷A. 是强氧化剂B. 是强还原剂C. 很稳定D. 不水解22．下列对硼酸性质的描述不正确的是A, 硼酸是三元酸 B. 硼酸是一元路易斯酸C. 硼酸与多元醇反应,生成配合物,使酸性增强D. 硼酸的溶解度小23．硼酸可缩合成A. 链状或环状多硼酸B. 笼状多硼酸C. 蛛网状多硼酸D. 片层状多硼酸24．下列关于硼酸结构的叙述错误的是A. 硼酸为白色片状晶体,其结构单元为B(OH)3三角形B. 硼原子通过SP3杂化轨道与氧原子成键C. 分子间通过氢键形成接近于六角形的对称层状结构D. 层与层间以范德华力联系25．硼族元素最重要的特征是A. 共价性特征B. 缺电子性特征C. 共价性和缺电子性特征D. 易形成配合物和自身聚合的特征26．从碳到铅,当原子序数增加时,+2氧化态的稳定性A. 增强B. 减弱C. 无变化D. 无法确定27．CO对人体的毒性,源于它的A. 氧化性B. 还原性C. 加合性D. 极性28．CO通过PdCl2溶液生成黑色沉淀,此法可检出CO,此时CO的作用是A. 氧化剂B. 还原剂C. 配位剂D. 催化剂29．碳酸盐的热稳定性主要决定于A. 阳离子的极化力B. 阴离子的变形性C. 晶格能D. 离子键能二.问答题1．写出从海水提取Br2的过程及反应方程式,注明反应条件.2．试讨论氢卤酸的酸性,还原性,热稳定性的变化规律.3.某一金属盐溶液,加入适量Na2CO3生成灰绿色沉淀,再加入H2O2并煮沸,此时溶液呈黄色,冷却并酸化此溶液,再加入H2O2溶液呈蓝色,此蓝色化合物在水中不稳定,在乙醚中较稳定,写出上述各反应的离子方程式.4.在钢铁分析中常用过二硫酸钾的强氧化性来测定钢铁中锰的含量,请写出这一氧化还原方程式.5.为什么在纺织和造纸工业中,常用Na2S2O3消除其中的残余氯,并写出有关反应方程式.6.如何鉴别正磷酸,偏磷酸,焦磷酸7．氟的电子亲合能比氯小，但F2却比Cl2活泼，请解释原因。