第13章硼族元素
硼族元素（硼铝镓铟铊）-化学方程式复习总结
第13章硼族元素硼1. 硼与氮气:2B+N高温2BN2. 硼与浓硫酸:2B+3H2SO4(浓) △2B(OH)3+3SO2↑3. 碘化硼分解:2BI31000K Ta2B+3I24. 乙硼烷与氧气:B2H6+3O自然B2O3+3H2O5. LiBH4+2H2O=LiBO2+4H2↑6. 三氧化二硼与水:3B2O3+3H2O(g)=2B3O3(OH)3(g)7. 氟化硼与水:BF3+3H2O=B(OH)3+3HF氟化硼与氟化氢:BF3+HF=H[BF4]8. 硼与硫:2B+3S高温B2S39. 硼与氯气:2B+3Cl高温2BCl310. 硼与水:2B+6H2O(g)=2B(OH)3+3H211. Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO412. 硼酸受热分解:2H3BO3△B2O3+3H2O13. 三氧化二硼与镁:B2O3+3Mg高温2B+3MgO14. 硼与浓硝酸:B+3HNO3(浓) △B(OH)3+3NO2↑15. 硼与浓硫酸:2B+3H2SO4(浓) △2B(OH)3+3SO2↑16. 硼与氢氧化钠:2B+2NaOH+3KNO熔融2NaBO2+3KNO2+H2O17. 三氯化硼与氢气:2BCl3+6H2无声放电B2H6+6HCl18. 3LiAlH4+4BCl乙醚中2B2H6+3LICl+3AlCl319. 乙硼烷与氯气:B2H6(g)+6Cl2(g)=2BCl3(l)+6HCl(g)20. 乙硼烷与甲醇:B2H6+6CH3OH=2B(OCH3)3+6H221. 4NaH+B(OCH3)3=NaBH4+3NaOCH322. 三氧化二硼与水:B2O3+3H2O=2H3BO3(aq)23. 三氧化二硼与氧化铜:B2O3+CuO熔融Cu(BO2)2(蓝色)24. 三氧化二硼与氧化铁:3B2O3+Fe2O3熔融2Fe(BO2)3(黄色)25. 硼酸与水:B(OH)3+H2O=[B(OH)4]-+H+26.硼酸与乙醇:B(OH)3+3C2H5OH浓H2SO4(C2H5O)3B+3H2O27. [B4O5(OH)4]2-+5H2O=2H3BO3+2[B(OH)4]-28. 氟化硼与氨气:BF3(g)+NH3=H3N→BF331. 三氯化硼与水:BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl32. 硼与氟气:2B+3F2=2BF333. 硼酸与磷酸:B(OH)3+H3PO4=BPO4+3H2O34. 偏硼酸钠与过氧化氢:NaBO2+H2O2=NaBO3·H2O35. B2O3+8CaF2+8H2SO4(浓)+3H2O=2B(OH)3+16HF+8CaSO4铝1. 铝与氢氧化钠:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H22. 偏铝酸钠与氯化铵:NaAlO2+NH4Cl+H2O=Al(OH)3+NH3+NaCl3. Al2O3+2NaOH+3H2O加压煮沸2Na[Al(OH)4]4. 2Na[Al(OH)4]+CO2=2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O5. 氢氧化钠受热分解:2Al(OH)3△Al2O3+3H2O6. 电解三氧化二铝:2Al2O通电熔融冰晶石4Al+3O2↑7. 铝与氯气:2Al+3Cl2△2AlCl38. 六水氯化铝受热分解:AlCl3·6H2O△Al(OH)2Cl+4H2O+2HCl↑9. 铝离子与氨水:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+10. Na[Al(OH)4]+NH4Cl=Al(OH)3↓+NaCl+NH3+H2O11. 铝与三氧化二铁:2Al+Fe2O点燃镁条2Fe+Al2O312. 铝与盐酸:2Al+6HCl(aq)=2AlCl3+3H2↑13. 铝与硫单质:2Al+3S高温Al2S314. 氯化铝与氢化锂:3nLiH+nAlCl乙醚中(AlH3)n+3nLiCl15. 氢氧化铝与氢氧化钠:Al(OH)3+NaOH(aq)=Na[Al(OH)4]镓(Ga)1.镓与稀硫酸:2Ga+3H2SO4(稀)=Ga2(SO4)3+3H2↑2.镓与浓硝酸:Ga+6HNO3(浓)=Ga(NO3)3+3NO2↑+3H2O铟(In)1.铟与稀硫酸:2In+3H2SO4(稀)=In2(SO4)3+3H2↑铊(Tl)1.氢氧化铊与氯化钠:TlOH+NaCl=TlCl+NaOH2.三氯化铊与碘化钾:TlCl3+3KI=TlI+I2+3KCl3.三氯化铊与硫化钠:2TlCl3+3Na2S=Tl2S↓+2S↓+6NaCl4.氯化铊与氯气:TlCl+Cl2=TlCl35.铊与稀硫酸:2Tl+H2SO4(稀)=Tl2SO4+H2↑6.铊与稀硝酸:Tl+2HNO3(稀)=TlNO3+NO2↑+H2O7.硫酸铊与硫酸亚铁:Tl2(SO4)3+4FeSO4=Tl2SO4+2Fe2(SO4)38.硝酸铊与二氧化硫:Tl(NO3)3+SO2+2H2O=TlNO3+H2SO4+2HNO39.铊离子与硫离子:2Tl3++3S2-=Tl2S↓+2S↓。
大学无机化学第13章 硼族元素
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
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。
第13章硼族元素
第13章硼族元素一、单项选择题1. 有一淡黄色固体含23%硼(B的相对原子质量为10.81)和77%氯，他是从三氯化硼制得的，0.0516 克此试样在69 ℃蒸发，蒸气在2.96 kPa时占有体积268 cm3，此化合物的化学式是( )A. B4C l4B. B8Cl8C. B12Cl12D. B16Cl162. 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3. 硼成键为SP2杂化，且含三个单键， 1 个π46键的化合物是( )A. B2O3B. BF4-C. BO33-D. B2H64. 硼的独特性质表现在( )A. 能形成正氧化态化合物，如BN ，其它非金属则不能B. 能生成大分子C. 能形成负氧化态化合物，其它金属则不能D. 在简单的二元化合物中总是缺电子的5. 在 菱形硼的B12单元中，表现出硼原子是缺电子原子性质的原子个数是( )A. 3个B. 6个C. 9个D. 12个6. 下列关于单质硼化性的描述，错误的是( )A. 常温下不活泼，但高温下可与许多非金属反应B. 与碳相似，炽热的硼可与水蒸气反应C. 可与盐酸反应D. 可与碱反应7. 硼与浓NaOH反应，所得的含硼产物是( )A. NaBO2B. Na3BO3C. B2O3D. H3BO38. 硼与浓硝酸反应，所得的含硼产物是( )A. B(NO3)3B. H3BO3C. BND. B2O39. 乙硼烷( )A. 是强氧化剂B. 是强还原剂C. 很稳定D. 不水解10. 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11. 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12. 在硼酸中加入下列何种物质，可以提高其酸性( )A. NaOHB. H3PO4C. C2H5OHD. 多羟基醇13. 鉴别硼酸根时，可用的物质是( )A. CH3OHB. CH3OCH3C. HOCH2CH2OHD. CH3CHO14. 在H3BO3中加入Na2CO3可制得( )A.Na3BO3B. NaBO2C. Na4B2O5D. Na2B4O715. H3BO3与过量的强碱NaoH作用，可得到( )A. Na3BO3B. NaBO2C. Na4B2O5D. Na2B4O716. 硼砂的水溶液呈( )A，碱性 B. 中性 C. 酸性 D. 弱酸性17. 用盐酸滴定硼砂水溶液至恰好中和时，溶液呈( )A. 中性B. 弱酸性C. 弱碱性D. 强碱性18. 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19. 在分析化学中，硼砂被用来作标准溶液是因为它________A. 易水解B. 在干燥空气中易风化C. 溶融态时可溶解金属氧化物D. 稳定，易提纯20. 反应H3BO3 + 3 C2H5OH ＝B(OC2H5)3 + 3 H2O (条件浓硫酸，点燃).用于( )A. 硼化物的定性分析B. 硼酸的定量分析C. 两者均是D. 两者均否21. 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22. 硼的缺电子性表现在( )A. 易形成缺电子多中心键及配合物B. 易形成含桥键的化合物C. 易形成不同类型杂化，形成化合物D. 易形成共价化合物23. 硼族元素的原子都属缺电子原子，而硼原子的缺电子性在形成化合物时表现得尤为突出，其原因是( )A. 原子的半径最小，电离能最高B. 原子的半径最小，电负性最大C. 原子的非金属性最强D. 原子半径小，电负性大，有空2p轨道24. 下列化合物属于缺电子化和物的是( )A. BeCl3B. H[BF4]C. B2O3D. Na[Al(OH)4]25. 在硼的化合物中，硼原子的最高配位数不超过4，这是因为( )A. 硼原子半径小B. 配位原子半径大C. 硼与配位原子电负性差小D. 硼原子无价层d轨道26. 下列关于BF3的叙述中，正确的是( )A. BF3易形成二聚体B. BF3为离子化合物C. BF3为路易斯酸D.BF3常温下为液体二、多项选择题1. 下列分子或晶体，何者的结构表现出硼原子的缺电子性( )A. B2O3B. NaBO2C. H3BO3D. H3BO3E. B2H6三、解释简答题1. 说出硼砂作焊药焊接某些金属时的化学原理，并举三例。
近现代化学导论第13章-2硼课件
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*3. 单质硼的化学性质
（4） 与强碱作用
在有氧化剂存在下，与强碱共熔；无氧化剂 时，不与沸腾的或熔融状(500℃)NaOH作用；
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1. 硼的成键特征
（2）缺电子原子 electron deficient atom
美国哈佛大学无机化学教授， 阐明了硼氢化合物的分子结构 及成键情况。1954年通过实验 和理论计算，提出“三中心二 电子键”，并指出这是缺电子 化合物的一种特殊成键形式。 由于他的理论和实验研究的成 功，开创了硼化学这一新领域， 获得1976年诺贝尔化学奖。
硼的化学可与碳的化学相媲美。
利普斯科姆(1919－)
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1. 硼的成键特征
（2）缺电子原子 electron deficient atom 缺电子化合物有很强的接受电子
能力，本身易聚合，也容易与电子对 给予体形成配位化合物。
BF3 + NH3 = H3N→BF3 酸碱配合物 BF3 + HF = H+ + BF4¯ 氟硼酸根
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1. 硼的成键特征
氢桥键与氢键不同
氢桥键通常是对称的，氢键大多是不对称的； B的电 负性较小，B－H键的极性小，键能较大，远远超过氢 键的键能(但比正常的共价键的键能小)，所以B2H6不具 备生成氢键的条件。
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1. 硼的成键特征
大学无机化学第十二章试题（卷）与答案解析
⼤学⽆机化学第⼗⼆章试题（卷）与答案解析第⼗三章硼族元素总体⽬标：1.掌握硼单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质、⽤途和制备⽅法2. 通过硼及其化合物的结构和性质，掌握缺电⼦化合物的成键特征3.掌握铝及其化合物的结构、性质和制备4. .认识铍和铝的相似性各节⽬标：第⼀节硼单质及其化合物1.掌握硼单质的结构、化学性质、⽤途和制备⽅法2.掌握⼄硼烷、硼酸（H3BO3）、硼砂和三卤化硼的性质、结构和制备⽅法3.通过硼及其化合物的结构和性质，掌握缺电⼦化合物的成键特点和桥键的形成第⼆节铝单质及其化合物1.掌握铝及其化合物的主要性质和AlCl3的结构，了解铝的提取和冶炼2.认识铍和铝的相似性，如⾦属单质、⽆⽔卤化物、⽔合卤化物、氢氧化物第三节镓、铟、铊了解镓、铟、铊单质及其重要化合物的性质习题⼀、选择题⒈下列有关硼、铝性质的叙述，错误的是( )A.都是缺电⼦原⼦B.B(OH)3是弱酸，Al(OH)3是两性偏碱性C.其三卤化物分⼦都是平⾯三⾓形结构D.都是亲氧元素⒉在下列a—Al2O3的制备⽅法中，不妥的是( )A.灼烧Al(OH)3B.灼烧Al(NO3)3C.⾼温电解Al2(SO4)3D.⾦属铝在氧中燃烧⒊下列铝的化合物不能⽤湿法制得的是( )A. Al2(CO3)3B.Al2(SO4)3C.AlCl3D.Al(Ac)3D.⽅铅矿5. 下列化合物属于缺电⼦化合物的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A.BCL3B. H[BF4]C. B2O3D. Na[Al(OH)4]6. 在硼的化合物中，硼原⼦的最⾼配位数不超过4，这是因为( )A .硼原⼦半径⼩ B.配位原⼦半径⼤C.硼与配位原⼦电负性差⼩D. 硼原⼦⽆价层d轨道7. 下列关于BF3的叙述中，正确的是( )A.BF3易形成⼆聚体B.BF3为离⼦化合物C. BF3为路易斯酸D. BF3常温下为液体8. 下列⾦属单质中，熔点最低的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A. CuB. ZnC. NaD. Ga9. 下列化合物中，熔点最低的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A. BCl3B. CCl4C. SiCl4D. SnCl410. 下列物质中⽔解并能放出H2的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A. B2H6B. N2H4C. NH3D. PH311. 下列化合物中不能稳定存在的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)12 . 下列含氧酸中属于⼀元酸的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A .H3AsO3 B.H3BO3 C.H3PO3 D .H2CO313.下列物质中，酸性最弱的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A.. H3PO3 B . H2S C. H3BO3 D. H5IO614.下列⾦属中，与硝酸反应得到产物的氧化数最低是( )A .In B. Tl C. Fe D . Bi15.下列⾦属中，氧化能⼒最强的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A. NO2B.SO3 C .B2O3 D. Tl2O316.下列分⼦中，偶极矩最⼩的是( ) (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A .B2H6 B. SO2 C. NCl3 D. SF417.下列化合物中，氧化性与惰性电⼦对效应有关的是( )A .I2O5 B. Tl2O3 C . Mn2O7 D. CrO318.与NaCO3溶液反应⽣成碱式盐沉淀的离⼦是( )A.Al3+B.Ba2+C.Cu2+D.Hg2+19.氧化性最强的是( )A. Al2O3B. Ga2O3C. In2O3D. Tl2O320.⽔解性最强的是( )A. AlCl3B. AlBr3C. NaClD. KNO321.下列物质熔点最⾼的是( )A.单质硼B.⾦属铝22. ⽤电解法制备⾦属铅时，在Al2O3中加⼊Na3AlF6的作⽤是( )A.使Al2O3的熔化温度降低B.作为原料C.防⽌⾦属铝氧化D.加快反应速度23.下列关于⼄硼烷的叙述中，不正确的是( )A.它是缺电⼦化合物B.围绕B—B键可⾃由旋转C.分⼦中存在三中⼼⼆电⼦氢桥键D.它最终⽔解产物是氢⽓和硼酸24.硼酸与多元醇反应，⽣成配位酸，使其酸性( )A.减弱B.增强C.不变D.变化不定⼆、填空题1. 最简单的硼氢化合物是，B原⼦的杂化⽅式为；由于它属于化合物，B与B存在碱。
无机化学教学13章硼族元素PPT课件
镓的氧化物包括Ga₂O₃和GaO，它们具有高熔点和稳定性，可用于制备其他镓的化合物。镓的氧化物可以 由金属镓与氧气反应得到。
镓的硫化物和硒化物
镓的硫化物
镓的硫化物包括Ga₂S₃和GaS，它们具有较高的硬度、熔点和导电性。镓的硫化物可以 由金属镓与硫反应得到。
镓的硒化物
镓的硒化物包括Ga₂Se₃和GaSe，它们具有与硫化物类似的性质，如高熔点和导电性。 镓的硒化物可以由金属镓与硒反应得到。
有机镓化合物
有机镓酸酯
有机镓酸酯是一类重要的有机化合物， 它们可以通过酯交换反应制备。有机镓 酸酯在聚合反应中用作催化剂和添加剂 。
VS
其他有机镓化合物
除了有机镓酸酯外，还有许多其他有机镓 化合物，如有机镓醇、有机镓酸盐等。这 些化合物在医药、材料科学和催化等领域 有广泛的应用。
06 铟的化合物
铟的卤化物和氧化物
铟的卤化物
铟与卤素（如氟、氯、溴、碘）反应，生成 相应的卤化物。这些卤化物具有较高的熔点 和沸点，在常温下多为固态。
铟的氧化物
铟与氧气反应，可以生成多种氧化物，如 In2O3和In2O。这些氧化物具有不同的性 质和应用，例如In2O3是一种半导体材料， 可用于制备透明导电膜。
铟的硫化物和硒化物
无机化学的重要性
无机化学在化学学科中占据重要地位 ，是学习其他化学课程的基础。
无机化学在工业生产和科学研究中具 有广泛的应用，如制药、农业、能源 等领域。
02 硼族元素概述
硼族元素的定义
硼族元素
指周期表中第13族（ⅢA族）的元 素，包括硼（B）、铝（Al）、镓 （Ga）、铟（In）、铊（Tl）等元 素。
硼氢化合物和有机硼化合物
硼氢化合物
第13章p区元素一之硼族元素-文档资料
硼族元素
Boron Group Elements
General Indroduction Boron and Compound Aluminum and Compound Ga，In，Tl
硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B(boron)，Al(aluminum)，
Ga(gallium)，In(indium)，Tl(thallium)
Al: 铝土矿Al2O3.SiO2，明矾KAl(SO4)2.12H2O。铝矾土Al2O3,
刚玉α-Al2O3 , 冰晶石Na3AlF6。尖晶石，石榴石，粘土。
Ga, In, Tl: 硫化物存在地壳中。
B: 非金属，
Al、Ga、In、Tl: 金属。
General properties
B 价电子结构 2s22p1 Al 3s23p1 Ga 4s24p1 In 5s25p1 144 1.78 Tl 6s26p1 148 1.8
②第四周期元素表现出异样性(d区插入) 例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其 它卤酸(HClO3 ，HIO3)、高卤酸(HClO4， H5IO6)强。 ( ClO /Cl ) 1 . 458 V E 3 2
( BrO /Br ) 1 . 513 V E 3 2 IO /I ) 1 . 209 V E ( 3 2
缺电子化合物特点：
a. 易形成配位化合物HBF4 HF BF3 b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl
Al
Cl Cl
Al
Cl Cl
Boron and Compound Boron
硼有多种同素异形体，可以以无定形和晶形硼形式存在， 化学活性明显地取决于纯度、结晶度、细分状态和反映温 度。 无定形硼 晶形硼
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(13-18章)【圣
2．p 区元素特征 （1）各族元素性质自上而下呈规律性变化 同族自上而下：原子半径↑，金属性↑，非金属性↓。 （2）多种氧化值 ns2np1～6 的价电子构型使大部分 p 区元素具有多种氧化值。 （3）电负性大 电负性：p 区元素＞s 区元素。 （4）第二周期元素具有反常性 第二周期元素单键键能（N、O、F）＜第三周期元素单键键能（P、S、Cl）。 （5）第四周期元素表现出异样性 d 区元素的插入，使第四周期元素的原子半径显著减小，性质展现出特殊性。
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第 13 章 p 区元素（一）
13.1 复习笔记
一、p 区元素概述 1．p 区元素 p 区元素：除 H 以外的所有非金属元素和部分金属元素。 惰性电子对效应：同族元素，自上而下，氧化值低的化合物的稳定性高于氧化值高的化 合物的现象。
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③加合反应：B2H6＋2NH3→[BH2·（NH3）2]＋＋[BH4]－ 【注意】①乙硼烷自燃和水解放热较大，可用于制作火箭燃料。②乙硼烷是剧毒物质， 空气中其最高允许含量为 0.1µg/g。 （2）硼的含氧化合物 ①三氧化二硼 B2O3 a．物理性质 颜色：白色固体；密度：2.55g·cm－3；熔点：450C。 b．化学性质 被碱金属还原：B2O3＋3Mg→2B＋3MgO 与水反应：
B 2 O 3 HH 22OO 2 H B O 2 HH 22OO 2 H 3 B O 3
②硼酸 H3BO3 化学性质：硼酸为一元弱酸（固体酸）；与多羟基化合物发生加合反应；受热易分解。 ③硼砂 硼砂：硼酸盐的一种，水解呈碱性；溶液中，n（H3BO3）＝n（B（OH）4－），具有缓冲 作用。 （3）硼的卤化物 ①三卤化硼 BX3 BX3 在湿空气中发生水解反应 BX3＋3H2O→B（OH）3＋3HX ②氟硼酸 H[BF4] H[BF4]的酸性比 HF 强，可利用 BF3 的水解制备，反应方程为
第13章--硼族元素
(3) Al(OH)4-+NH4+ — Al(OH)3 + NH3 + H2O
4. 为何BH3不存在，而BF3却稳定存在？
解: 因为BH3是缺电子化合物，不稳定，经过形成B2H6使 B旳缺电子性得到补偿； BF3虽然也是缺电子分子，但是F原子中未参加成键旳P 轨道有孤对电子，能够与B旳空旳P轨道形成离域π键π46 ，补偿了B旳缺电子性质，所以不需要形成二聚体。
三、 硼旳卤化物
BX3旳中心硼原子旳轨道采用sp2杂化，构型 为三角形，为缺电子构造。
X
B
X
X
BX3 是经典旳强旳路易斯酸，如：
BF3(g) ＋ NH3
H3N→BF3
BX3水中发生强烈水解：
BCl3＋3 H2O
B(OH)3＋3 HCl
将 BF3 通入水中: BF3＋ 3 H2O ——B(OH)3 ＋ 3 HF
5. 为何BF3中B-F键能是646kJ/mol, 而NF3中N-F仅为 280kJ/mol 解：BF3分子中存在离域π键π46，即B-F除σ键外还有π键 ，而NF3分子中N-F键是单键； 而且NF3是三角锥形，F原子之间斥力大，使分子稳定性 降低，键能减小，BF3是三角形，F原子间斥力小，分子 稳定，键能增大。
3B2H6+6NH3→2B3N3H6+12H2 xB2H6+2xNH3=2(BN)x+6xH2
二、 硼旳含氧化合物
1 B2O3 和 H3BO3
B2O3 是最难结晶旳物质之一。在红热条件下 硼酸脱水只能得到玻璃态旳 B2O3，只有在较低旳 温度下、极其缓慢地脱水才干得到 B2O3 晶体。
第十三章 p区元素(中)—硼族
p 制备
件
课 酸法： 原理 Mg2B2O5·H2O(硼镁矿) + 2H2SO4 → 2 H3BO3 + 2 MgSO4
化学 虽一步可得到 H3BO3，但需耐酸设备等苛刻条件。
学 大 京 南 2014/7/30 赛黄晶 Danburite：CaB2[SiO4]2
碧玺 Tourmaline：XY3Z6[Si6O18](BO3)3(OH,F)4
理 (蓝色) 原 (淡红棕色) 学
化
京大学 2014/7/30 南
ü 硼化镁
件
理课 硼化镁（MgB2）是一种离子化合物，晶体结构属六方晶系。它是
原 一种插层型化合物，镁层和硼层交替排列。研究人员在 2001 年发
学 现，它在 40 K（相当于 -233℃）会转变为超导体。
化
京大学 2014/7/30 南
化 年发明并推广。自那时以来，很多盐如碳酸钠或氟化钠
大学 被用作助熔剂，继硼砂之后最重要的是磷酸氢钠铵，它
京 是磷酸珠试验的基础。
南
2014/7/30
ü 硼珠实验
课件
Na2B4O7 + CoO → Co(BO2)3 · 2NaBO2 Na2B4O7 + NiO → Ni(BO2)3 · 2NaBO2
学 构成缓冲溶液 pH = 9.24 (20℃)
京大 ü 与酸反应制 H3BO3
2014/7/30 南 ü 脱水
Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4 H3BO3 + Na2SO4
风化脱水 受热脱水
ü 硼珠实验
课件
原理 硼砂珠试验是熔珠试验的一种，是一种传统的金属
学 分析试验，由瑞典化学家永斯·雅各布·贝采利乌斯于1812
第13章-p区元素1硼族元素
12-3-3 硼酸及其盐
硼酸的性质
为固体酸。微溶于冷水，在热水中 溶解度增大（因为部分氢键断裂） 一元弱酸（非三元酸） H3BO3 + H2O [B(OH)4]- + H+ Ka=5.8×10-10
水溶液显酸性, 是由于硼原子是缺电子原子, 价层有空轨道，能接受水解离出的OH-孤对 电子，以配位键形式形成[B(OH)4]-。
电负性( p ) 2.0 1.5 1.6 1.7 1.8
13-2-1 硼族元素概述
ⅣA 硼(B) 铝(Al) 镓(Ga) 铟(In) 铊(Tl) 5 13 31 49 81 原子序数 价层电子构型 2s22p1 3s23p1 4s24p1 5s25p1 6s26p1 0、+1 0、+1 0、+1 0、+3 0、+3 为缺电子原子，可 价电子数价层电子轨道数 主要氧化数 +3 +3 (+3) 形成缺电子化合物 3 4 143 122 163 170 原子半径/pm 88 缺电子原子可作为 原 子 缺电子原子 等电子原子 多电子原子 离子半径 27 50 62 80 88.6 3+ 价电子数 r(M )/pm 中心原子形成： ‖ ∧ ∨ -1) 价层 电子 轨道数 I1/(kJ· mol 801 578 配位键 579 (558 589 如H[BF 4]) 特 点 有空轨道 有孤对电子 1.5 多中心键 1.6 1.7 1.8 电负性 ( p ) 2.0 ( 如 B 2H6) 举 例 B、Al C、Si、H N、O、X
易溶于水, 其溶解度随温度升高而增大 OH 易水解，水溶液呈碱性
O B O
硼砂
B4O72- + 7H2O
4H3BO3 + 2OH -
《无机化学》第3版 宋天佑 13 硼族元素
13. 1. 3 硼的含氧化合物
硼氧键键能很大，远远强于硼硼 键，也远强于硼氢键、硼氮键和硼硅 键等。见下表。
表 13―2 某些化学键的键能
化学键 键能/ kJ·mol-1
B−O B−H B−B B−C B−N 806 330 297 448 389
B1B2
B1H2B8 B4H4B10
B7B3B10
B3B6B9 B8B9B10
B3B4
硼氢键
每一个B 均与 H 成硼氢键
HB
BH
H HB
H
H HB H
B
B
BH
H BH
H
HB
BH
必须注意，癸硼烷－14 并非平面结构。
端基 H 桥H
B 原子 近大远小
癸硼烷－14 的立体结构图
H B8
B10 H
H H B1
也有少量的硼酸 H3BO3 存在。
硼在地壳中的质量分数 为 10－3 %
1827年，戴维电解熔融的 三氧化二硼制得了单质硼，但 是纯度不高。
法国人莫瓦桑（Moissan）于 1891 — 1892 年用金属镁在氢气气 氛下还原三氧化二硼制得了纯度为 99%的单质硼。
铝 Al 铝土矿 Al2O3·n H2O 铝硅酸盐矿物 铝在地壳中的质量分数 为 % 列第 3 位
Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O —— 4 H3BO3 + Na2SO4
加热使硼酸 脱水，得到 B2O3。 2 H3BO3 —∆— B2O3 + 3 H2O
再用活泼金属 Mg 高温下还原 B2O3 ，得到 95% ~ 98% 的粗硼。
硼族元素(硼铝镓铟铊) 化学方程式总结
第13章硼族元素硼 1. 硼与氮气:2B+N2高温2BN2. 硼与浓硫酸:2B+3H2SO4(浓) △2B(OH)3+3SO2↑3. 碘化硼分解:2BI31000K Ta2B+3I24. 乙硼烷与氧气:B2H6+3O2自然B2O3+3H2O5. LiBH4+2H2O=LiBO2+4H2↑6. 三氧化二硼与水:3B2O3+3H2O(g)=2B3O3(OH)3(g)7. 氟化硼与水:BF3+3H2O=B(OH)3+3HF氟化硼与氟化氢:BF3+HF=H[BF4]8. 硼与硫:2B+3S高温B2S39. 硼与氯气:2B+3Cl2高温2BCl310. 硼与水:2B+6H2O(g)=2B(OH)3+3H211. Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO412. 硼酸受热分解:2H3BO3△B2O3+3H2O13. 三氧化二硼与镁:B2O3+3Mg高温2B+3MgO14. 硼与浓硝酸:B+3HNO3(浓) △B(OH)3+3NO2↑15. 硼与浓硫酸:2B+3H2SO4(浓) △2B(OH)3+3SO2↑16. 硼与氢氧化钠:2B+2NaOH+3KNO熔融2NaBO2+3KNO2+H2O17. 三氯化硼与氢气:2BCl3+6H无声放电B2H6+6HCl18. 3LiAlH4+4BCl乙醚中2B2H6+3LICl+3AlCl319. 乙硼烷与氯气:B2H6(g)+6Cl2(g)=2BCl3(l)+6HCl(g)20. 乙硼烷与甲醇:B2H6+6CH3OH=2B(OCH3)3+6H221. 4NaH+B(OCH3)3=NaBH4+3NaOCH322. 三氧化二硼与水:B2O3+3H2O=2H3BO3(aq)23. 三氧化二硼与氧化铜:B2O3+CuO熔融Cu(BO2)2(蓝色)24. 三氧化二硼与氧化铁:3B2O3+Fe2O3熔融2Fe(BO2)3(黄色)25. 硼酸与水:B(OH)3+H2O=[B(OH)4]-+H+26. 硼酸与乙醇:B(OH)3+3C2H5OH浓H2SO4(C2H5O)3B+3H2O27. [B4O5(OH)4]2-+5H2O=2H3BO3+2[B(OH)4]-28. 氟化硼与氨气:BF3(g)+NH3=H3N→BF331. 三氯化硼与水:BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl32. 硼与氟气:2B+3F2=2BF333. 硼酸与磷酸:B(OH)3+H3PO4=BPO4+3H2O34. 偏硼酸钠与过氧化氢:NaBO2+H2O2=NaBO3·H2O35. B2O3+8CaF2+8H2SO4(浓)+3H2O=2B(OH)3+16HF+8CaSO4铝 1. 铝与氢氧化钠:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H22. 偏铝酸钠与氯化铵:NaAlO2+NH4Cl+H2O=Al(OH)3+NH3+NaCl3. Al2O3+2NaOH+3H2O加压煮沸2Na[Al(OH)4]4. 2Na[Al(OH)4]+CO2=2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O5. 氢氧化钠受热分解:2Al(OH)3△Al2O3+3H2O6. 电解三氧化二铝:2Al2O3通电熔融冰晶石4Al+3O2↑7. 铝与氯气:2Al+3Cl2△2AlCl38. 六水氯化铝受热分解:AlCl3·6H2O△Al(OH)2Cl+4H2O+2HCl↑9. 铝离子与氨水:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+10. Na[Al(OH)4]+NH4Cl=Al(OH)3↓+NaCl+NH3+H2O11. 铝与三氧化二铁:2Al+Fe2O3点燃镁条2Fe+Al2O312. 铝与盐酸:2Al+6HCl(aq)=2AlCl3+3H2↑13. 铝与硫单质:2Al+3S高温Al2S314. 氯化铝与氢化锂:3nLiH+nAlCl乙醚中(AlH3)n+3nLiCl15. 氢氧化铝与氢氧化钠:Al(OH)3+NaOH(aq)=Na[Al(OH)4]镓(Ga)1.镓与稀硫酸:2Ga+3H2SO4(稀)=Ga2(SO4)3+3H2↑2.镓与浓硝酸:Ga+6HNO3(浓)=Ga(NO3)3+3NO2↑+3H2O铟(In)1.铟与稀硫酸:2In+3H2SO4(稀)=In2(SO4)3+3H2↑铊(Tl)1.氢氧化铊与氯化钠:TlOH+NaCl=TlCl+NaOH2.三氯化铊与碘化钾:TlCl3+3KI=TlI+I2+3KCl3.三氯化铊与硫化钠:2TlCl3+3Na2S=Tl2S↓+2S↓+6NaCl4.氯化铊与氯气:TlCl+Cl2=TlCl35.铊与稀硫酸:2Tl+H2SO4(稀)=Tl2SO4+H2↑6.铊与稀硝酸:Tl+2HNO3(稀)=TlNO3+NO2↑+H2O7.硫酸铊与硫酸亚铁:Tl2(SO4)3+4FeSO4=Tl2SO4+2Fe2(SO4)38.硝酸铊与二氧化硫:Tl(NO3)3+SO2+2H2O=TlNO3+H2SO4+2HNO39.铊离子与硫离子:2Tl3++3S2-=Tl2S↓+2S↓10.。
高三化学——高考微专题拓展硼族元素(共53张PPT)
2 单质硼的化学性 质
无定性硼不与非氧化性酸作用，但与热浓 HNO3、热浓H2SO4反应。 B ＋ 3 HNO3(浓) = B(OH)3 ＋ 3 NO2↑ 2 B ＋ 3 H2SO4 (浓) = 2 B(OH)3 ＋ 3 SO2↑
有氧化剂存在时，硼与强碱共熔得到偏硼酸盐。
2B ＋ 2NaOH＋3 KNO3 2NaBO2＋3KNO2＋H2O
硼烷的结构 优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件2020届高三化学——高考微专题拓展硼族元素(共53张PPT) ：
乙烷C2H6：
HH
H— C—C— H
HH
硼烷B2H6：
H
H
BB
H
H
H
三中心两电子氢桥键
优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费 课件20 20届 高三化 学—— 高考微 专题拓 展硼族 元素(共 53张PPT)
13－1 硼单质及其化合物
13－1－1 硼单质 13－1－2 硼的氢化物 13－1－3 硼的含氧化合物 13－ 1－4 硼的卤化物
13－1－1 硼单质 硼的同素异形体
无定形硼
晶形硼
棕色粉末
黑灰色
化学活性高
硬度大
熔点，沸点都很高
1 单质硼的晶体结 构
晶体硼(B12结构单元)结构 晶体硼结构单元为正二十面体， 12个硼原子占据着多面体的顶点
Mg3B2+H3PO4 → 硼烷混合物 → B2H6
2BCl3+6H2
6HCl+ B2H6
6LiH + 8BF3
6LiBF4 + B2H6
3NaBH4 + 4BF3
3NaBF4 + 2B2H6
4BCl3+3LiAlH4
第13章 硼族元素
+3 + 1， + 3 +1
硼族元素原子有四个价层轨道和三个价电子。这种价电
子数小于价层轨道数的原子称为缺电子原子，它们所形成 的化合物为缺电子化合物。在缺电子化合物中，由于有空 的价层轨道存在，所以它们具有很强的接受电子对的能力， 容易形成聚合分子和配合物。
在硼的化合物中，B 的最高配位数为 4，而在硼族其他元 素的化合物中，中心原子的配位数可以是 6。
在高温下硼能同 N2，S，X2 等非金 属单质反应：
2 B + N2 —— 2 BN 2 B + 3 Cl2 —— 2 BCl3 2 B + 3 S —— B2S3
无定形硼不与非氧化性酸作用，但可以 和热浓硫酸、热浓硝酸起反应：
2 B + 3 H2SO4（浓）—— 2 H3BO3 + 3 SO2↑
硼氢化合物中有 5 种常见键型
B—H 10 个
H B8
B10 H
H2 H B1 H1
H B9 H
B2
B3
H B6 H
H4 B4 H H3
H B5
B7 H
硼氢化合物中有 5 种常见键型
B—B
2个
H B8
B10 H
H2 H B1 H1
H B9 H
B2
B3
H B6 H
H4 B4 H H3
H B5
B7 H
B12 单元在空间采取不同的排布方式， 则形成晶体硼单质的不同晶型。
上图即为 B12 单元的一种最普通的空间 排布 ， −菱形硼。
在这种晶体中， B12 单元按层排布。
每个 B12 单元，与同一层中的 6 个 B12 单 元以三中心二电子键联结。见图中虚线。
第十三章 硼族元素
(2) Lewis酸性应用：
BF3、BCl3和无水AlCl3、无水GaCl3；在有机化学FriedelCraft反应中用作催化剂。
开式硼桥键
H
H
B-H
电子 2 2 2
数目 10
H-B
B-H
B-H
2 2 3
2 4
B-H
3
2
2
2
4
闭合式硼桥键 3
共用价电子44个 B
B-H
H-B B-H
B
B B B B
H
H
H H
B4H10的结构
H B H H B－H 6个 B－B 1个 氢桥键 4个 键型复杂, 不存在规律性
H
H B H
B
B H
H
1. Al2O3的两种变体
γ-Al2O3: 由Al(OH)3脱水制得，既可溶于酸，又可溶于碱的Al2O3。 α-Al2O3: 若将γ -Al2O3 高温灼烧, 则变成 α -Al2O3，α-Al2O3 既不溶于酸也不溶 于碱。和KHSO4共熔时转变为可溶物。其实相当于K2S2O7的熔矿作用。
2. 铝盐
三、 硼的含氧化合物
(1) 三氧化二硼 B2O3
单质硼燃烧或硼酸脱水得 B2O3 ，无色晶体。B2O3和SiO2的性质 差别较大。 B2O3 + 3H2O ---2H3BO3 B2O3 硼酸酐
B2O3和水蒸气或潮气时（水量不足）反应生成易挥发的偏硼酸: B2O3 ＋ H2O --- 2HBO2 B3O3(OH)3偏硼酸
无机化学第十三章硼族元素
B2O3＋ 3 H2O
2 H3BO3 (aq)
若水量不充足，如遇到热的水蒸气或潮气时
B2O3 ＋ H2O ( g )
2 HBO2 ( g ) 18
硼酸具有片层状结构，层与层之间以分子间 力联系在一起。因此硼酸晶体有解理性，可作为 润滑剂。
H O
O B OH H
B：SP2杂化；存在分子间氢键
19
OH OH
铟
镓
铊
5
13 － 1 硼单质及其化合物
13 － 1 － 1 硼单质
1、 硼的同素异形体
α-菱形硼(B12)结构: 正二十面体
无定形硼
晶形硼
棕色粉末
黑灰色
化学活性高
硬度大
熔点，沸点都很高
6
3 硼单质的制备
工业上采用碱法分解硼镁矿制备硼单质
Mg2B2O5 H2O 2NaOH 2NaBO2 2Mg(OH )2 4NaBO2 CO2 10H2O Na2B4O7 10H2O Na2CO3 Na2B4O7 H2SO4 5H2O 4H3BO3 Na2SO4 2H3BO3 B2O3 3H2O B2O3 3Mg 2B 3MgO
11
⑤硼的氮化物
B2H6与NH3在873K反应，可生成BN
BN与C2是等电子体，结构相似，性质相似： BN有三种晶型： •无定形 (类似于无定型碳) •六方晶型 (类似于石墨) 作润滑剂
•立方晶型 (类似于金刚石)
作磨料、坩埚材料 12
2、 硼烷的结构
最简单的硼烷是 B2H6
2 BH3(g) ＝ B2H6(g) △rH ＝ －148 kJ·mol－1
H3BO3是Lewis酸，是一元酸。
OH
B
＋ Ｈ2O
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2．卤化物
较纯净 的Al2O3
电解
熔融Na3AlF6
铝
2 铝单质的性质
（1）物理性质
银白色金属，密度小，延展性和导电性好，主要
用来制造轻合金。 （2）化学性质
活泼金属，但在空气中由于表面生成了致密的氧
化膜，不与氧和水反应，甚至也不与冷的浓硝酸和浓
硫酸反应。只有此膜被破坏（遇NaCl等），铝的活泼 性才表现出来。
亲氧性： 4 Al＋3 O2 2Al2O3 ∆rHmө= -3351.4 kJ/mol 2Fe ＋ Al2O3
铝可以从其它金属氧化物中置换出金属
2 Al ＋ Fe2O3
两性：
2Al ＋ 6HCl 2AlCl3 ＋ 3H2
2Al ＋ 2NaOH + 6H2O
2Na[Al(OH)4] ＋ 3H2
与非金属反应：在高温条件下
3LiAlH4 ＋ 4BCl3 = 2B2H6 ＋ 3LiCl + 3AlCl3
2. 乙硼烷的性质
（1）还原剂 B2H6 + 3O2 ＝ B2O3 + 3H2O B2H6 ＋ 6Cl2 ＝ 2BCl3 ＋ 6 HCl （2）水解 B2H6 + 6H2O ＝ 2H3BO3 + 6H2
H H N H B B N H H N B H
(a) 化学键
(b) 三角形和四面体的轮廓线
13 － 1 － 4 硼的卤化物
1. BX3的结构 B 采 取 sp2 杂 化 ， 平 面三角形分子。为缺电 子结构，分子中存在离
域 π46 键 (B 的空 pz 轨道与 3
个 X原子上充满电子的 pz 轨道作用)。
2. BX3的性质： BX3 是典型的强的路易斯酸，如： BF3(g) ＋ NH3 将 BF3 通入水中: BF3＋ 3 H2O B(OH)3 ＋ 3 HF H3N→BF3
2B + 3H2SO4(浓热) ＝ 2B(OH)3 + 3SO2
(4) 和强碱作用 单质硼可以抵御沸腾的 NaOH溶液和 500oC熔融 NaOH的作用，但有氧化剂存在时： 2B + 2NaOH + 3KNO3 ＝ 2NaBO2+ 3KNO2 + H2O
3 硼单质的制取
硼镁矿：
NaOH CO2
碱法：Mg2B2O5· H2O
一、乙硼烷的制备和性质 1. 乙硼烷的制备
最初是用盐酸或磷酸与硼化镁作用，可制取除乙硼烷外 的一系列硼烷。乙硼烷是通过高级硼烷的热分解制备的。 Mg3B2 硼烷混合物 B2H6
无声放电条件下，用氢气还2H6 ＋ 6HCl
乙醚介质中用氢化铝锂还原BCl3可得纯度较高的乙硼烷
B H B
硼烷中有 五种键型
B B B B
开式的3中心－2电子硼桥键
闭式的3中心－2电子硼桥键
B B
癸硼烷-14(B10H14)的键联
关系示意图
13－ 1－ 3 硼的含氧化合物
1 B2O3 和 H3BO3
B2O3 是最难结晶的物质之一，在红热条件下硼酸脱水只能
得到玻璃态的 B2O3，只有在较低的温度下、极其缓慢地脱水才
Co (BO2)2 2 NaBO2· Co(BO2)2
＋) CoO ＋ B2O3 Na2B4O7 ＋ CoO
硼砂珠实验可用于除氧化物，定性分析，玻璃、 陶瓷上釉、制造人造宝石等。
硼砂晶体在空气中易失去水而风化。受热到400
˚C左右，将失去 8 个结晶水和 2 个羟基水，形成化学 式为 Na2B4O7 的无水盐。 硼砂本身为强碱弱酸盐， 可作缓冲溶液，20 ℃时0.01M
CoO + B2O3 ＝ Co(BO2)2 Cr2O3的硼珠 绿色
MnO的硼珠 紫色
深蓝色
黄色
Fe2O3 + 3B2O3 ＝ 2Fe(BO2)3
CuO的硼珠 蓝色
NiO的硼珠 绿色
硼酸具有片层状结构，层与层之间以分子间力联
系在一起。因此硼酸晶体有解理性，可作为润滑剂。
B：sp2杂化；存在分子间氢键
13 － 2 － 3 铝的三卤化物
AlF3
离子型
AlCl3
AlBr3
共价型
AlI3
AlCl3 中铝为 sp3 杂化，分子 中存在两个3c-4e的氯桥键。
AlCl3在水中强烈水解，因此在水溶液中不能结 晶出它的无水盐，无水三氯化铝可用干燥的氯气作 氧化剂在高温下和铝反应制备。
13 － 2 － 4 铍和铝的相似性
2 Al＋3 S
Al2S3
13 － 2 － 2 铝的含氧化合物
α-Al2O3 ：刚玉，不溶于水、酸、 碱，熔点高，硬度大 ( 仅次于金刚石 ) ， 耐腐蚀且绝缘性好，可用作高硬度材 料、研磨材料和耐火材料。 β-Al2O3 ：它有离子传导能力（允 许Na+通过），可作蓄电池材料。 γ-Al2O3 ：活性氧化铝，不溶于水， 但可溶于酸、碱，可作为吸附剂和催 化剂载体。
常见氧化态：B、Al、Ga ＋3
B
Al
In
Tl
＋1，＋3
＋1
Ga
In
硼族元素的最大特征是均为缺电子元
素（价电子数少于价电子轨道数），可形 成缺电子化合物。
Tl
ns2np1
13－ 1 硼单质及其化合物 13－ 1－ 1 硼单质
1 硼的同素异形体 无定形硼 棕色粉末 化学活性高 晶形硼 B12 黑灰色 硬度大
Tl(NO3)3 + SO2 + 2H2O = TlNO3 +H2SO4 + 2HNO3
2 Tl 3+ ＋ 3S2- = Tl2S (蓝黑色) + 2S
这是由惰性电子对效应引起的。
ⅢA
ⅣA
ⅤA
B C N Al Si P 其原因主要是6s2电子对 的惰性显著 Ga Ge As In Sn Sb Tl Pb Bi ns2np1 ns2np2 ns2np3 同族元素，从上到下 , 与族数对 ＋3 ＋4 ＋5 应的最高氧化态，越来越不稳定
进一步反应:
BF3 ＋ HF H＋ ＋ BF4－ 氟硼酸HBF4
其他BX3在水中发生强烈水解： BCl3＋3 H2O B(OH)3＋3 HCl
13 － 2 铝单质及其化合物
13 － 2 － 1 铝单质
1 铝的提取和冶炼 铝矾土 NaOH Al2O3
分离、焙烧 Na[Al(OH)4] 通入CO2 溶液 Al(OH)3 沉淀
两性：
Al2O3 + 6 H+ ＝ 2 Al3+ + 3 H2O
Al2O3 + 2 OH- + 3 H2O = 2 [Al(OH)4]在酸性的铝盐溶液中加氨水，可以产生氢氧化铝， 它是两性的物质： Al(OH)3 ＋ 3 HCl Al(OH)3 ＋ NaOH AlCl3 ＋ 3 H2O NaAl(OH)4 NaAlO2 2[Al(OH)4]- + CO2 ＝ 2Al(OH)3↓+ CO32- + H2O
B OH
＋ Ｈ2O OH
H3BO3是Lewis酸，是一元弱酸，Ka＝5.8×10－10。 加入多羟基化合物可增加酸性，这是因为加入的物质 可与B(OH)4－结合成很稳定的硼酸酯，平衡右移，[H]+增 大。如加入丙三醇：
HOCH
CH2
O B
CH2
O
OH
O O
OH
OH
－
B OH
OH
＋ H＋
CH2 CH2
能得到 B2O3 晶体。 B2O3是硼酸的酸酐，粉末状的B2O3可用作吸水剂 。
B2O3＋ 3 H2O B2O3 ＋ H2O ( g )
2 H3BO3 (aq) 2 HBO2 ( g )
若水量不充足，如遇到热的水蒸气或潮气时
B2O3 是酸性氧化物，在熔融态时，可与碱性的 金属氧化物生成有特征颜色的偏硼酸盐，可用于鉴 定(硼砂珠实验)。
镓能与苛性碱溶液反应放出氢气。 镓、铟和铊三种金属与氯气及溴的化合，在常温
下就可以进行，在高温下，它们都可以与 O2、S、P、
As 等非金属单质直接化合。
镓、铟和铊三种金属都能与非氧化性稀酸反应
放出氢气。
2 Ga ＋ 3 H2SO4 = Ga2(SO4)3 ＋ 3 H2↑ 2 In ＋ 3 H2SO4 = In 2(SO4)3 ＋ 3 H2↑ 2 Tl ＋ H2SO4 = Tl2SO4 ＋ H2↑ 也可与氧化性酸反应：
－
CHOH
弱碱性：B(OH)3 + H3PO4
受热易分解: 4H3BO3 正硼酸
- 4H2O - H2O
BPO4 + 3H2O
- H2O
4HBO2 偏硼酸
H2B4O7 四硼酸
2B2O3 酸酐
鉴定: 浓硫酸存在下，硼酸与甲醇或乙醇反应生成挥 发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时产生特有的绿色火焰。 3C2H5OH + H3BO3
熔点，沸点都很高
2 单质硼的化学性质
(1) 与非金属反应
2B + 3F2 ＝ 2BF3 4B + 3O2 ＝ 2B2O3 2B + N2 ＝ 2BN (室温) (炼钢过程中可作去氧剂)
(高温，除H2、Te、Rg外)
(2) 与水蒸汽
2B + 6H2O(g) ＝ 2B(OH)3 + 3H2
(3) 和氧化性酸 B + 3HNO3(浓热) ＝ B(OH)3 + 3NO2