无机化学课件13p区元素一
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
键的一种形式
形成：缺电子原子
等电子原子
B 缺电子原子 H等电子原子
形成二个三中心二电子键
强度：为一般共价键强度的一半
教学ppt
11
•硼烷的性质
① 自燃
B 2 H 6 (g 3)2 ( O g )B 2 O 3 (s 3 )2 O H(g
△ rHm-2034mkoJ-1l
高能燃料，剧毒
② 水解
23 A 3 C l3 2 - O 3 H 2 O 2A 3 (ls (3 ) O C 2 (H g O
教学ppt
22
§ 13.3 碳族元素
13.3.1 碳族元素概述
13.3.2 碳族元素的单质
13.3.3 碳的化合物
13.3.4 硅的化合物
13.3.5 锡、铅的化合物
教学ppt
23
13.3.1 碳族元素概述
碳族(IVA)：C, Si, Ge, Sn, Pb
典型非金属 准金属 典型金属
价电子构型：ns2np2
教学ppt
5
13.2.1 硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl
价电子构型：ns2np1
Leabharlann Baidu
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
例如：BF3，H3BO3。
注意： HBF4不是缺电子化合物。
教学ppt
6
缺电子化合物特点： a. 易形成配位化合物HBF4
HF BF3
第十三章 p区元素(一)
§ 13.1 p区元素概述 § 13.2 硼族元素 § 13.3 碳族元素
教学ppt
1
§ 13.1 p区元素概述
教学ppt
2
p区元素性质的特征 •各族元素性质由上到下呈现二次周期性 ①第二周期元素具有反常性 (只有2s,2p轨道) ②第四周期元素表现出异样性(d区插入) ③最后三个元素性质缓慢地递变
色火 燃含 焰 烧硼 呈化 现合 绿物
B 2 H 6 ( g 32 ) O H (2 l3 ) B H 3 (O s 6 H ) 2 (g
△ rHm -509.3mkoJ-1l 水下火箭燃
教学ppt
12
③ 加合反应
B 2H 6C O 2[3B H CO]
B 2 H 6 23 N [ H B 2 (N H 3 )2 ] H [B 4 ] H
教学ppt
18
有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而 呈现鲜明颜色。
红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+)
教学ppt
19
氢氧化铝：Al(OH)3 难溶于水
两性： Al(OH)3+ 3H+
Al3+ + 3H2O
Al(OH)3+ OH- [Al(OH)4]在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3-
教学ppt
3
• 多种氧化值
价电子构型：ns2np1-5
例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5，+7， -1，0等。
惰性电子对效应：
同族元素从上到下，低氧化值化合物 比高氧化值化合物变得更稳定。
•电负性大，形成共价化合物
教学ppt
4
§ 13.2 硼族元素
13.2.1 硼族元素概述 13.2.2 硼族元素的单质 13.2.3 硼的化合物 13.2.4 铝的化合物
H O
B O OH H
分子间通过氢键形成接近六角形的对称层状结构，
层与层之间借助微弱的范德华力联在一起因此硼酸
晶体为鳞片状
教学ppt
14
性质： • 一元弱酸 (固体酸) H3BO 3H2O B(O-4H H ) K =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-孤电子对，以配位键形式形成 [B(OH)4]-
2LiH B2H6 2LiB 4 H
2NaB H2H6 2Na4BH ④ 被氯氯化
B 2 H 6(g 6 )2 C (g l )2B 3(l C 6 ) lHC
△ rHm -1376mkoJ-1l
教学ppt
13
2.硼的含氧化合物
②此硼结酸 H构3BO使3 硼酸具有解理性 结构：B：可sp2杂用化作润滑剂
教学ppt
15
3.硼的卤化物
X
• BX3结构： B：sp2杂化
B
• BX3性质：
X
X
BF3 BCl3 BBr3 BI3
室温下
聚集态 g
g
l
s
熔点/℃ -127.1 -107 -46 49.9
沸点/℃ -100.4 12.7 91.3 210
教学ppt
16
水解： BX 33H 2O H3BO 33HX
b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl Cl
Al Al
Cl Cl Cl
教学ppt
7
13.2.3 硼的化合物
1.硼的氢化物
硼烷分类：BnHn+4和 BnHn+6
例： B2H6
B4H10
乙硼烷 丁硼烷
有CH4，但无BH3
HH
最简单的硼烷：B2H6 H B B H
其结构并非如右图所示： H H
教学ppt
简便书写为 AlO2或AlO33
经光谱实验证实：
溶液中不存在AlO2- 或AlO33-
教学ppt
20
2.铝的卤化物
AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3
离子键
共价键
离子晶体
分子晶体
分子晶体：熔点低，易挥发，易溶于有机
溶剂，易形成双聚物。
水解激烈： A3 l C 32 H lO Al(3 O 3H HC)
(XCB l, Ir), 4B 33 F2 H O H 3B3O 3H4][BF
B3 FH F H FB3F
教学ppt
17
13.2.4 铝的化合物
1.氧化铝和氢氧化铝
氧化铝：Al2O3
α- Al2O3 ：刚玉
硬度大，不溶于水、酸、碱。
γ- Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、
碱，可作为催化剂载体。
无水AlCl3只能用干法制取
教学ppt
21
3.铝的含氧酸盐 硫酸铝：Al2(SO4)3 (1)易溶于水，水溶液由于Al3+水解呈酸性
[Al(H2O)6]3+ [Al(OH)(H2O)5]2+ + H+ K =10-5.03
(2)弱酸的铝盐在水中完全水解
23 A 22 l-S 62 O H 2A3 (ls (3 O )2 S H H (g)
8
• 硼烷的结构 B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三
中心两电子键。（氢桥）
教学ppt
9
HH
H
记作： B B
HHH
要点：B的杂化 方式，三中心两电子 键、氢桥。
教学ppt
10
多中心键
定义：是指3个或3个以上原子之间所 形成的共
价键
三中心硼二电烷子的键(性3c-质2e)比简称烷三烃中活心键泼,是多中心
形成：缺电子原子
等电子原子
B 缺电子原子 H等电子原子
形成二个三中心二电子键
强度：为一般共价键强度的一半
教学ppt
11
•硼烷的性质
① 自燃
B 2 H 6 (g 3)2 ( O g )B 2 O 3 (s 3 )2 O H(g
△ rHm-2034mkoJ-1l
高能燃料，剧毒
② 水解
23 A 3 C l3 2 - O 3 H 2 O 2A 3 (ls (3 ) O C 2 (H g O
教学ppt
22
§ 13.3 碳族元素
13.3.1 碳族元素概述
13.3.2 碳族元素的单质
13.3.3 碳的化合物
13.3.4 硅的化合物
13.3.5 锡、铅的化合物
教学ppt
23
13.3.1 碳族元素概述
碳族(IVA)：C, Si, Ge, Sn, Pb
典型非金属 准金属 典型金属
价电子构型：ns2np2
教学ppt
5
13.2.1 硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl
价电子构型：ns2np1
Leabharlann Baidu
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
例如：BF3，H3BO3。
注意： HBF4不是缺电子化合物。
教学ppt
6
缺电子化合物特点： a. 易形成配位化合物HBF4
HF BF3
第十三章 p区元素(一)
§ 13.1 p区元素概述 § 13.2 硼族元素 § 13.3 碳族元素
教学ppt
1
§ 13.1 p区元素概述
教学ppt
2
p区元素性质的特征 •各族元素性质由上到下呈现二次周期性 ①第二周期元素具有反常性 (只有2s,2p轨道) ②第四周期元素表现出异样性(d区插入) ③最后三个元素性质缓慢地递变
色火 燃含 焰 烧硼 呈化 现合 绿物
B 2 H 6 ( g 32 ) O H (2 l3 ) B H 3 (O s 6 H ) 2 (g
△ rHm -509.3mkoJ-1l 水下火箭燃
教学ppt
12
③ 加合反应
B 2H 6C O 2[3B H CO]
B 2 H 6 23 N [ H B 2 (N H 3 )2 ] H [B 4 ] H
教学ppt
18
有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而 呈现鲜明颜色。
红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+)
教学ppt
19
氢氧化铝：Al(OH)3 难溶于水
两性： Al(OH)3+ 3H+
Al3+ + 3H2O
Al(OH)3+ OH- [Al(OH)4]在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3-
教学ppt
3
• 多种氧化值
价电子构型：ns2np1-5
例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5，+7， -1，0等。
惰性电子对效应：
同族元素从上到下，低氧化值化合物 比高氧化值化合物变得更稳定。
•电负性大，形成共价化合物
教学ppt
4
§ 13.2 硼族元素
13.2.1 硼族元素概述 13.2.2 硼族元素的单质 13.2.3 硼的化合物 13.2.4 铝的化合物
H O
B O OH H
分子间通过氢键形成接近六角形的对称层状结构，
层与层之间借助微弱的范德华力联在一起因此硼酸
晶体为鳞片状
教学ppt
14
性质： • 一元弱酸 (固体酸) H3BO 3H2O B(O-4H H ) K =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-孤电子对，以配位键形式形成 [B(OH)4]-
2LiH B2H6 2LiB 4 H
2NaB H2H6 2Na4BH ④ 被氯氯化
B 2 H 6(g 6 )2 C (g l )2B 3(l C 6 ) lHC
△ rHm -1376mkoJ-1l
教学ppt
13
2.硼的含氧化合物
②此硼结酸 H构3BO使3 硼酸具有解理性 结构：B：可sp2杂用化作润滑剂
教学ppt
15
3.硼的卤化物
X
• BX3结构： B：sp2杂化
B
• BX3性质：
X
X
BF3 BCl3 BBr3 BI3
室温下
聚集态 g
g
l
s
熔点/℃ -127.1 -107 -46 49.9
沸点/℃ -100.4 12.7 91.3 210
教学ppt
16
水解： BX 33H 2O H3BO 33HX
b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl Cl
Al Al
Cl Cl Cl
教学ppt
7
13.2.3 硼的化合物
1.硼的氢化物
硼烷分类：BnHn+4和 BnHn+6
例： B2H6
B4H10
乙硼烷 丁硼烷
有CH4，但无BH3
HH
最简单的硼烷：B2H6 H B B H
其结构并非如右图所示： H H
教学ppt
简便书写为 AlO2或AlO33
经光谱实验证实：
溶液中不存在AlO2- 或AlO33-
教学ppt
20
2.铝的卤化物
AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3
离子键
共价键
离子晶体
分子晶体
分子晶体：熔点低，易挥发，易溶于有机
溶剂，易形成双聚物。
水解激烈： A3 l C 32 H lO Al(3 O 3H HC)
(XCB l, Ir), 4B 33 F2 H O H 3B3O 3H4][BF
B3 FH F H FB3F
教学ppt
17
13.2.4 铝的化合物
1.氧化铝和氢氧化铝
氧化铝：Al2O3
α- Al2O3 ：刚玉
硬度大，不溶于水、酸、碱。
γ- Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、
碱，可作为催化剂载体。
无水AlCl3只能用干法制取
教学ppt
21
3.铝的含氧酸盐 硫酸铝：Al2(SO4)3 (1)易溶于水，水溶液由于Al3+水解呈酸性
[Al(H2O)6]3+ [Al(OH)(H2O)5]2+ + H+ K =10-5.03
(2)弱酸的铝盐在水中完全水解
23 A 22 l-S 62 O H 2A3 (ls (3 O )2 S H H (g)
8
• 硼烷的结构 B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三
中心两电子键。（氢桥）
教学ppt
9
HH
H
记作： B B
HHH
要点：B的杂化 方式，三中心两电子 键、氢桥。
教学ppt
10
多中心键
定义：是指3个或3个以上原子之间所 形成的共
价键
三中心硼二电烷子的键(性3c-质2e)比简称烷三烃中活心键泼,是多中心