第四章硼族元素

第11章硼族元素本章主要內(nèi)容(一)硼、鋁單質(zhì)、氫化物、鹵化物、含氧化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

(二)

了解硼、鋁化合物的缺電子性

(三)熟悉硼族元素性質(zhì)遞變規(guī)律§11.1

硼族元素通性●IIIA族

硼(B)鋁(Al)鎵(Ga)銦(In)鉈(Tl)

BAlGaInTl價電子結(jié)構(gòu)2s22p13s23p14s24p15s25p16s26p1主要氧化態(tài)+3+3

+3+3,+1+1共價半徑/pm82118126144148

B為非金屬單質(zhì)，Al、Ga、In、Tl是金屬11.2.1硼族元素的單質(zhì)硼鋁鎵銦

B非金屬

Al，Ga，In，Tl金屬§11.2

單質(zhì)和化合物在地殼中含量居第三硼單質(zhì)●

同素異形體：無定型硼，晶型硼

棕色粉末,黑灰色

化學(xué)活性高，硬度大

熔點，沸點都很高●

晶型硼（B12）原子晶體（B12）正二十面體α-菱形硼晶型硼惰性，無定型硼稍活潑，高溫下顯還原性①

易在氧氣中燃燒(B親O)B在煉鋼中作脫氧劑

4B

+3O2═══2B2O3

973K②與鹵素作用加熱與氯氣,溴單質(zhì)等反應(yīng)2B+F2═══2BF3室溫硼化學(xué)性質(zhì)

平面三角形分子④

無定型B被熱的濃H2SO4或濃HNO3氧化2B

+3H2SO4(濃)══2H3BO3+3SO2↑B

+3HNO3(濃)══H3BO3+3NO2↑⑤

無定型硼與濃的強堿溶液反應(yīng),有氧化劑存在并強熱時與強堿共熔2B+2KOH+3KNO3═══3KNO2+2KBO2+H2O

③

無定型B在赤熱下同水蒸汽作用

2B

+6H2O═══2H3BO3+3H2鋁單質(zhì)①

與非金屬反應(yīng)（O2，鹵素，N2等）●鋁為銀白色,質(zhì)軟,輕而有延展性的金屬●空氣中生成致密氧化膜,穩(wěn)定2Al+3X2=2AlX34Al+3O2══2Al2O3(s)

②與酸或堿均反應(yīng)

Al是“兩性元素”Zn與Al處于對角線，Zn也是兩性元素2Al+6H+=2Al3++3H2↑Al在冷濃H2SO4

、濃HNO3中“鈍化”2Al+6H2SO4(熱濃)=Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑

③

鋁的冶煉

四羥基合鋁酸根鎵

銦

鉈均為銀白色,質(zhì)軟,輕而有延展性的金屬,有毒Ga:熔點(303K)~沸點(2523K)液態(tài)范圍在金屬中最大，用在高溫溫度計最簡單的硼烷

一系列硼的氫化物,20多種-----硼烷◆

組成BnHn+4類（穩(wěn)定）BnHn+6類◆物理性質(zhì)臭味，無色氣體或液體，毒性大

空氣中B2H6的最高允許含量為0.1μg/g11.2.2硼族元素的氫化物例：B2H6B4H10乙硼烷丁硼烷硼烷的化學(xué)性質(zhì)◆

易燃,且放熱高能燃料B2H6+3O2══2B2O3+3H2O◆

不穩(wěn)定性，加熱分解，產(chǎn)物復(fù)雜◆

強還原性B2H6+6Cl2══2BCl3+6HCl◆

水解放出氫氣(放熱)水下火箭燃料B2H6+6H2O

══2H3BO3+6H2◆

加合反應(yīng)

1.硼的含氧化合物(I)硼酸酐(II)與金屬氧化物共熔B2O3(s)

白色固體

(晶型、無定型體)M2OM2O3共熔B2O3(s)+

硼酸鹽（特征顏色）11.2.3硼族元素的含氧化物硼玻璃層狀結(jié)構(gòu)，似石墨，滑膩,有解離性硼酸H3BO3◆H3BO3

白色片狀晶體,室溫微溶于水

T↗，溶解度↗◆

一元Lewis弱酸：不是三元質(zhì)子酸！Ka

=5.8×10-10，很弱。B(OH)3+H2OBOHOHOHOH-+H+硼酸鹽硼砂無色晶體，在空氣中中易風(fēng)化失水與酸反應(yīng)制H3BO3脫水水解呈堿性Na2B4O7+7H2O=4H3BO3+2NaOHH3BO3+OH－

=B(OH)4－

pH=9.24，可作為緩沖鹽硼砂與B2O3、B(OH)3一樣，與一些金屬氧化物共熔→帶特征顏色的偏硼酸鹽。硼砂

硼砂珠試驗——鑒定金屬離子Na2B4O7+CoO=2NaBO2.Co(BO2)2

藍寶石色Na2B4O7=B2O3+2NaBO2

+)CoO+B2O3

=Co(BO2)2

Na2B4O7+CoO=2NaBO2·Co(BO2)2Δ(I)-Al2O3自然界存在剛玉:熔點高,硬度大,惰性大(II)-Al2O3吸附劑和催化劑三氧化二鋁多種變體,-Al2O3,-Al2O32.鋁的含氧化合物天然寶石:透明氧化鋁晶體含不同雜質(zhì)而呈現(xiàn)鮮明顏色紅寶石(Cr3+)

藍寶石(Fe3+)

綠寶石(Cu2+)氫氧化鋁兩性鋁的含氧酸鹽Al3+易水解[Al(H2O)6]3+[Al(OH)(H2O)5]2++H+鋁鉀礬(明礬)：探究性教學(xué)之

硼砂的藥理作用藥理作用

抑菌、抗驚厥及抗癲癇、防腐及保護皮膚黏膜的作用。臨床應(yīng)用

治療百日咳、腰扭傷、癲癇、汗斑、慢性支氣管炎、鵝口瘡、濕疹、中耳炎、咽喉炎等。注意事項宜忌：多作外用，內(nèi)服宜慎。探究性教學(xué)之

硼砂在食品中的應(yīng)用與禁止硼砂在食品中的作用

?硼砂具有增加食物韌性、脆度及改善食物保水性及保存度等功能?防止蝦的黑變，使蝦有好的賣相硼砂對人體的危害

硼砂經(jīng)由食品攝取后，可與胃酸作用產(chǎn)生硼酸，不易被排出，連續(xù)攝取后，會在體內(nèi)蓄積，妨礙消化酵素作用，引起食欲減退、消化不良、抑制營養(yǎng)素之吸收、促進脂肪分解因而體重減輕。其中毒癥狀為嘔吐、腹瀉、紅斑、循環(huán)系統(tǒng)障礙、休克及昏迷等硼酸癥狀?！襞鸬娜u化物

①

Lewis酸性：

BX3是缺電子化合物，與Lewis堿加合。BF3+:NH3=F3B←NH3BF3+HF=HBF4氟硼酸，強酸BCl3(l)+3H2O(l)=H3BO3(s)+3HCl(aq)11.2.4硼族元素的鹵化物②潮濕空氣中水解發(fā)煙4BF3(l)+3H2O(l)=H3BO3(s)+3HBF4(aq)強酸③BX3都是共價化合物BF3(g)BCl3(g)BBr3(l)BI3(s)m.p.b.p.升高◆鋁的三鹵化物

AlF3AlCl3AlBr3AlI3共價性增強離子型二聚體,共價型AlCl3最重要●

AlCl3

溶于乙醇、乙醚、苯等有機溶劑,

氣態(tài)或非極性溶劑中都以Al2Cl6存在AlCl3AlCl3●

AlCl3水中強烈水解.潮濕空氣中的AlCl3，遇NH3生成NH4Cl白煙為NH4Cl白煙為NH4Cl●

用干法合成AlCl3●

AlCl3

溶于乙醇、乙醚、苯等有機溶劑,

氣態(tài)或非極性溶劑中都以Al2Cl6存在AlCl3◆硼族鹵化物的比較

●

三價鹵化物的穩(wěn)定性逐漸減弱B和Al-----只有三價鹵化物Ga,In,Tl------既有三鹵化物,又有一價鹵化物Tl的一價鹵化物比三鹵化物穩(wěn)定Tl(III)I3不存在TlClTlBrTlI存在，并且難溶于水，TlF易溶于水●

三價鹵化物通常是較強的路易斯酸●Al,Ga,In的三鹵化物易得二聚體

1、硼與濃NaOH反應(yīng),所得的含硼產(chǎn)物是（）(A)NaBO2(B)Na3BO3(C)B2O3(D)H3BO3

A2、下列關(guān)于鋁的鹵化物的敘述,正確的是()(A)鋁的鹵化物都是共價化合物；(B)除AlI3是共價化合物外，其余都是離子化合物；(C)AlF3、AlCl3是離子化合物，AlBr3、AlI3是共價化合物；(D)鋁的鹵化物中，僅AlF