铝及其化合物

思考： BCl3＋3H2＝ 1/2B2H6＋ 3HCl 思考：这 两个反应 的条件是 氢负离子置换法： 什么？ 什么？ 3LiAlH4＋4BF3＝3LiF＋2B2H6＋3AlF3 ＋
3LiBH4＋4BF3＝2B2H6＋3NaBF4
三、性质： 性质：
1、强还原性： 强还原性：
硼烷燃烧热很大，在空气中易燃 易水解，有剧毒， 易燃， 硼烷燃烧热很大，在空气中易燃， 易水解， 有剧毒， 无氧， 状态， 制备时要注意保持反应处于无氧 无水气状态 制备时要注意保持反应处于无氧， 无水气状态， 做好 安全防护工作。 安全防护工作。
讨论： 讨论： 比较BF3、BCl3、BBr3、BI3酸性强弱顺序？ 比较BF 酸性强弱顺序？ 思考： 思考：为 什么BX 什么 3能 存在而BH 存在而 3 不能存在？ 不能存在？
二、硼酸 1
sp2杂化
结 构
链状硼酸结构 环状硼酸结构
sp3杂化
四硼酸根离子结构
2、性质： 性质：
物性：有解湿性，可作润滑剂，类似于石墨，这种缔合 有解湿性，可作润滑剂，类似于石墨，
结构使硼酸在冷水中溶解度很低，而在热水中， 结构使硼酸在冷水中溶解度很低，而在热水中，由于部分 氢键断裂而溶解增大。 氢键断裂而溶解增大。
化性：硼酸加热灼烧时，起下列变化: 化性：硼酸加热灼烧时，起下列变化:
① 灼烧 -H2 O △ -H2 O △ -H2 O
H3BO3──→HBO2──→ H2B4O7──→B2O3 ② Bi(OH)3 是一元弱酸： 是一元弱酸： Bi(OH)3＋H2O==[(OH)3B←OH]-＋H+ =5.8× Ka=5.8×10-10
2B＋3F2＝2BF3 （室温） 2B＋ 室温）
与酸作用： 指有氧化性的酸， 否则不作用） 3 、 与酸作用 ： （ 指有氧化性的酸 ， 否则不作用 ） B＋3HNO3＝H3BO3＋3NO2↑ 2B＋ 2B＋3H2SO4＝2H3BO3＋3SO2↑
4、与强碱作用： 与强碱作用：
△
2B＋ 2B＋2NaOH+3KNO3==2NaBO2＋H2O+3KNO2
1、
973K
4B(s)+3O2(g)===2B2O3
△H°＝-2887KJ·mol-1 2887KJ mol
B 能从许多稳定氧化物中（SiO2 、 P2O5 、 H2O 等 ） 中夺取氧而 能从许多稳定氧化物中（ 用作还原剂。 用作还原剂。 高温：能与Cl 高温：能与Cl2、 Br2、S和N2等反 2B＋ 2B＋6H2O＝H3BO3＋H2↑ 应，分别得到 BCl3、BlBr3、 卤素S,N 2、与卤素S,N2等非金属作用 BN等 B2S3和BN等。
二、本族+3这一较高氧化态以及18电子壳 本族+ 这一较高氧化态以及18电子壳 18 层的结构， 层的结构，容易形成共价键特征的化 合物。 合物。 三、由于惰性电子对效应，TI容易形成TI+氧化 由于惰性电子对效应，TI容易形成TI 容易形成 有较强的氧化性。 态，或TI3+有较强的氧化性。（电势图可 看出） 看出）
2、性质: 性质:
①、硼砂较易水解，得到高摩尔的H3BO3和B(OH)4硼砂较易水解，得到高摩尔的H
B4O5(OH)42-＋5H2O＝2H3BO3 ＋2B(OH)4该水溶液是一种缓冲剂。 该水溶液是一种缓冲剂。
②硼砂在熔融状态能溶解一些金属化物，并依金 硼砂在熔融状态能溶解一些金属化物， 属的不同而显出特征的颜色。（硼酸也有该性质） 。（硼酸也有该性质 属的不同而显出特征的颜色。（硼酸也有该性质）
2MAl＋ 2MAl＋2OH-＋6H2O＝2M(OH)4-＋3H2↑
二、镓单质： 镓单质：
Ga具有熔、沸点相差甚远这一特点，302.8～ 2676K,即液态温度范围很宽（拿到水中就可熔化， 像水银），可用来制高温温度计。镓的另一特点 是，“热缩冷胀”，从液体到固体，体积膨胀3%， 制铅字合金，使字更为清晰。 Ga、In多用于电子工业，作P型半导体的掺杂剂。 Ga、In多用于电子工业， 型半导体的掺杂剂。 多用于电子工业 也可制Ⅲ Ⅴ族半导体化合物如GaAs GaAs等 也可制Ⅲ—Ⅴ族半导体化合物如GaAs等，可用于 光电管中。 光电管中。
用盐酸、热水处理后得BN白色固体，BN属于原子 用盐酸、热水处理后得BN白色固体，BN属于原子 BN白色固体 晶体，具有石墨结构，用于润滑，耐磨材料， 晶体，具有石墨结构，用于润滑，耐磨材料，电 气耐热的涂层材料。 气耐热的涂层材料。
3、制备： 工业上： 制备： 工业上：
Mg2B2O5＋2NaOH＝2NaBO2＋2Mg(OH)2↓ ＝ 4NaBO2＋CO2＋10H2O＝Na2B4O5(OH)4·8H2O＋Na2CO3 ＝ ＋ ＝ 实验室： 实验室： 4HBO2＋NaOH＝NaBO2 ＋ H2O （浓） H3BO3 ＋2NaOH＝Na2B4O5(OH)4＋5H2O（稀） ＝ （
2-1、硼单质
一、结构
单质硼有无定形硼和 晶态硼，硼晶体又有 多种复杂的结构， （或多种变体）但组 成晶态硼的基本结构 单元都是B 二十面体。 单元都是 B12 二十面体 。
二、性质： 性质：
B的结构决定了它的性质，B是原子晶体，硼的硬度大，熔沸 的结构决定了它的性质， 是原子晶体，硼的硬度大， 点高，化学性质也不活泼。 无定形、粉末状硼比较活泼 比较活泼。 点高，化学性质也不活泼。但无定形、粉末状硼比较活泼。
大自然中坚硬，美丽的宝石 刚玉， 大自然中坚硬，美丽的宝石——刚玉，和人造刚玉都是 刚玉 这种刚玉中常因含有不同的杂质而是现出不同的 γ-Al2O3这种刚玉中常因含有不同的杂质而是现出不同的 颜色。 颜色。
硼酸的酸性可因加入甘露醇成甘油而大为增强： 硼酸的酸性可因加入甘露醇成甘油而大为增强：
+
+
+
甘油 硼酸甘油脂
+
这种解释是由于诱导效应B OH OH上的氧化键易断裂 这种解释是由于诱导效应B—OH上的氧化键易断裂。
③硼酸酯燃烧具有特有的绿色，以此来鉴 硼酸酯燃烧具有特有的绿色， 别硼酸根：
H2SO4
ⅢA
5B 13Al 31Ga 49In 81Tl
B Al
Ga In Tl 铝族
一、价电子构型：ns2np1 价电子构型：
缺电子原子形成的+3 价化合物叫做缺电子化合物 。 缺电子原子形成的 + 价化合物叫做 缺电子化合物。 缺电子化合物 它们还有很强的继续接受电子的能力。 它们还有很强的继续接受电子的能力 。 这种能力 表现在分子的自身聚合以及用电子对给予体形成 稳定的配位化合物等方面。 稳定的配位化合物等方面。
Na2B4O7＋CoO＝2NaBO2·Co(BO2)2 ＝
硼砂洙试验就是根据这个道理用该实验可鉴定不同的金属 离子，利用该性质可在搪瓷 玻璃上上釉， 该性质可在搪瓷， 离子，利用该性质可在搪瓷，玻璃上上釉，着色也可用来 制光学玻璃和人造宝石。 制光学玻璃和人造宝石。
③ Na2B4O7 +2NH4Cl==2NaCl+4H2O+B2O3+2BN
硼酸盐类似于硅酸盐大多数难溶， 硼酸盐类似于硅酸盐大多数难溶，可溶的硼酸盐 讨论的较多的是硼酸钠，即硼砂。 讨论的较多的是硼酸钠，即硼砂。Na2B4O2、10H2O 也可写成： 也可写成：
1、结构： 结构：
其中包括两个BO 其中包括两个BO4 四面体， 四面体，基本结构 单元，两个BO 单元，两个BO3三 角形基本结构单元。 角形基本结构单元。
四 、 结 构
B2H6共12个价电子如何排布的？分子中存 12个价电子如何排布的？ 个价电子如何排布的 在哪些键？试列举出来并画出来。 在哪些键？试列举出来并画出来。
硼烷中的部分B-被C原子取代（等电子体）得到硼烷的 硼烷中的部分B 原子取代（等电子体） 重要衍生物硫硼烷，例如： 重要衍生物硫硼烷，例如：B12H122-与B10C2H12是等电子 ，（结构类似 结构类似） 体，（结构类似）碳硼烷的阴离子又可与过渡金属离子 或有机基团形成碳硼烷的衍生物，硼烷还有含硫 或有机基团形成碳硼烷的衍生物，硼烷还有含硫或磷等 杂原子的衍生物，因此，可知硼的化合物是多样的， 杂原子的衍生物，因此，可知硼的化合物是多样的，结 构是复杂的。 构是复杂的。
BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl
是有机合成中常用的催化剂，水剂后得氟硼酸HBF BF3是有机合成中常用的催化剂，水剂后得氟硼酸HBF4
4BF3+6H2O=3H3O++3BF4-+H3BO3
与氢氟酸作用而得BF 用B2O3与氢氟酸作用而得BF3（用乙醚吸 收）
B2O3+ 6HF=2BF3+3H2O
用 途
性质： 性质：
铝是亲氧元素，又是典型的两性元素： 铝是亲氧元素，又是典型的两性元素：
2Al(s)＋ (g)＝ 2Al(s)＋3/2O2(g)＝Al2O3(s) 1669.7KJ·mol △H0＝-1669.7KJ mol-1 因此Al在空气中， Al在空气中 因此Al在空气中，
水或氧化性的酸中 都能形成氧化膜， 都能形成氧化膜， 不被腐蚀。Al的亲 不被腐蚀。Al的亲 Al的两性表现在 的两性表现在： Al的两性表现在： 氧性常用在冶金工 铝热法制Fe Fe、 业，铝热法制Fe、 Cr等 Cr等 2Al＋ 2Al＋6H+＝2M3+＋3H2↑
是缺电子化合物，有强烈接受电子的倾向， BX3是缺电子化合物，有强烈接受电子的倾向，它 们是强的路易斯酸，不仅能从水分子接受电子对， 们是强的路易斯酸，不仅能从水分子接受电子对， 还能从其它许多配体如HF HF、 醇以及胺类 还能从其它许多配体如HF、NH3、醚、醇以及胺类 等接受电子对。 等接受电子对。 最常见的为BCl3发生强烈水解： 最常见的为BCl 发生强烈水解：
BnHn+4 ：B2H6 ,B5H9 ，B6H10 ,B8H12 BnHn+6 ：B3H9 ,B4H10,B5H11 ，B6H12