16 无机化学 第十六章 硼族元素
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H2SO4
④硼酸可溶合为链状或环状多硼酸xB2O3· 2O、酸 H 根(BO2)nn- 。在多硼酸结构中，有两种基本结构单 元：BO3 (平面三角形)、BO4 (四面体)。
二、硼酸盐
硼酸盐类似于硅酸盐，大多数难溶，可溶的硼酸盐讨 论的较多的是四硼酸钠，即硼砂。Na2B4O7· 2O也 10H 可写成： Na2B4O5(OH)4 · 2O ------见p787 8H
2Al＋2OH-＋6H2O＝2Al(OH)4-＋3H2↑
二、镓单质
Ga具有熔点与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。 也可制 Ⅲ—Ⅴ族半导体化合物，如GaAs等，可用于 光电管中。
三、性质：
1、强还原性：
硼烷燃烧热很大，在空气中易燃，易水解，有剧毒， 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。
想一想：硼烷燃 烧的高能量，是 否可以用硼烷来 做火箭的燃料？ 为什么？
B2H6(g)＋3O2(g)＝B2O3(s)＋3H2O(g) △H = -2166KJ· -1 mol B2H6＋6H2O＝2H3BO3↓＋6H2↑
+3价的Al有两种存在形式Al3+(酸性)、(AlO2)-或 Al(OH)4-（碱性） Al3+在水溶液中以八面体水合离子[Al(H2O)6]3+的 形式存在，在水中发生水解，溶液显酸性：
[Al(H2O)6]3++H2O==[Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ [Al(H2O)5(OH)]2+ +H2O==[Al(H2O)4(OH)2]+ + H3O+ [Al(H2O)4(OH)2]+ +H2O==[Al(H2O)3(OH)3] + H3O+
三、铟
它可作为优良性能的焊接剂，可焊接金属— 金属，非金属—非金属，金属—非金属。另 外，铟，铊都可做成性能良好的合金。
一、氧化铝和氢氧化铝：
1、α-Al2O3
大自然中坚硬、美丽的宝石—刚玉和人造刚玉都是 -Al2O3，这种刚玉中常因含有不同杂质而呈现出不同颜色。
如含有少量Cr化合物，则显红色即红宝石。
2、性质：
物性：硼酸有吸湿性，可作润滑剂，类似于石墨，这种
缔合结构使硼酸在冷水中溶解度很低；而在热水中，由于 部分氢键断裂而使溶解度增大。
化性：硼酸加热灼烧时，起下列变化:
①
H3BO3──→HBO2──→ H2B4O7──→B2O3
-H2O -H2O -H2O
灼烧
△
△
② 硼酸B(OH)3 是一元弱酸：特殊性！
用B2O3与氢氟酸作用可得BF3（用乙醚吸收） B2O3+ 6HF=2BF3+3H2O 讨 论：
比较路易斯酸 BF3、BCl3、BBr3、BI3酸性强弱顺序？
思考：为什么 BX3能存在而 BH3 不能存在？ （8e结构)
一、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
常见硼烷的物理性质列在P777，表16-4。（略）
二、制备：
质子置换法：
BMn＋3H+ ＝ ½ B2H6＋Mn3+
氢化法：
BCl3＋3H2＝ ½ B2H6＋ 3HCl 思考：这两 个反应的条 件是什么？
氢负离子置换法：
3LiBH4＋4BF3＝2B2H6＋3NaBF4
3LiAlH4＋4BF3＝2B2H6＋3LiF＋3AlF3
显然，能将H3O+中和，水解作用可以进行完全。
一些弱酸的Al3+盐，在水中完全水解：
2Al3++3CO32-+3H2O ==2Al(OH)3↓+3CO2↑
因此，Al2(CO3)3、Al2S3不能用湿法制得。
Al(OH)4-在溶液中离解使溶液显碱性：
Al(OH)4Al(OH)3 ↓ + OH-
在Al(OH)4-溶液中通入CO2，促进水解的进行而得到 纯的氢氧化铝沉淀。工业上利用这个方法，从铝土矿 制备纯的Al(OH)3和Al2O3： Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2NaAl(OH)4
B2H6＋6X2＝2BX3＋6HX
2、热不稳定性：
2B2H6==B4H10＋H2 （加热、加压）
3、加合性：
B2H6 ＋CO==CO→B2H6 B2H6 ＋NH3==H3N→B2H6
四、结构：
B2H6共12个价电子如何排布
的？分子中存在哪些键？试 列举出来，并画出来。
硼烷中的部分B被C原子取代得到硼烷的重要衍生物——碳硼烷， 例如：B12H122-与B10C2H12是等电子体（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； 硼烷还有含硫或磷等杂原子的衍生物。因此可知，硼的化合物 是多样的，结构是复杂的。
2NaAl(OH)4+CO2＝2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O
Al(OH)3===Al2O3+H2O（煅烧）
这样为冶炼金属铝提供了较纯的原料Al2O3，另外将 该法得到的Al(OH)3和Na2CO3，一同溶于HF酸，则 得到电解铝所需要的助熔剂：冰晶石Na3AlF6。
2Al(OH)3+3Na2CO3 +12HF==Na3AlF6+3CO2↑+H2O
二、本族+3这一较高氧化态以及18电子壳
层的结构，容易形成共价键特征的化合物。
三、由于惰性电子对效应，Tl容易形成Tl+氧 化态，亦即Tl3+有较强的氧化性。 （从电势图可以看出）
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），但晶态硼的基本 结构单元都是B12二十面 体。请问：存在几种类 型的键？（教材p770）
B(OH)3＋H2O==[(OH)3B←OH]-＋H+ Ka=5.810-10
硼酸的酸性可因加入甘露醇或甘油而大为增强：
+
+
+
甘油 诱导效应，使B-OH上的O易断裂。
③ 硼酸酯燃烧具有特有的绿色，以此来鉴别 硼酸根。
H3BO3＋3CH3OH=====B(OCH3)3＋3H2O
3、γ-Al2O3
γ-Al2O3晶体属于立方面心紧密堆积 构型，Al原子不规 则的排列在由氧原子围成的八面体的孔穴中，结构不 致密。
γ-Al2O3虽不溶于水但可溶于酸或碱，强热1273K可以转变为αAl2O3 。 将HAlO2或铝铵钒(NH4)2SO4Al2(SO4)324H2O加热 可得到γ-Al2O3。
实验室： 4HBO2＋NaOH＝NaBO2 ＋ H2O
（浓） H3BO3 ＋2NaOH＝Na2B4O5(OH)4＋5H2O （稀）
滴定H+： Na2B4O5(OH)4＋3H2O+2HCl＝4H3BO3＋2NaCl
3-1 铝族元素单质：
一、铝单质：
用 途
铝已遍及每个家庭，铝及合金广泛地 用于建筑材料、机械化工、食品工业 中，铝是光和热的良好反射体。利用 铝能够很好的反射光，可制造探照灯 的灯罩和反射望远镜的镜子。
二、性质：
B的结构决定了它的性质，B是原子晶体，硼的硬度大，熔沸点
高，化学性质也不活泼。但：无定形、粉末状硼比较活泼。
1、与氧、氧化物作用
4B(s)+3O2(g)=====2B2O3
973K
△H = -2887KJ· -1 mol
B能从许多氧化物中（SiO2 、P2O5、H2O等）夺取 氧而用作还原剂。
性质：
因此Al在空气中、水或 氧化性酸中都能形成氧 化膜，不被腐蚀。Al的 亲氧性常用在冶金工业， 铝是亲氧元素，又是典型的两性元素： 铝热法制Fe、Cr等。
2Al(s)＋3/2O2(g)＝Al2O3(s) △H0＝-1669.7KJ· -1 mol
Al的两性表现在：
2Al＋6H+＝2Al3+＋3H2↑
4、与强碱作用：
△ 2B＋2NaOH+3KNO3===2NaBO2＋H2O+3KNO2
5、与金属作用：
硼几乎与所有的金属生成新化合物（硼化物）
一、硼烷的类型（类似于烷烃、硅烷）
目 前 已 知 二 十 种 硼 烷 ， 最 简 单 的 一 种 是 B2H6 （乙硼烷）。按组成可分为以下两类：
BnHn+4 ：B2H6 ，B5H9 ，B6H10，B8H12 BnHn+6 ：B3H9 ，B4H10，B5H11 ，B6H12
2B＋6H2O＝H3BO3＋H2↑ 2、与卤素、S、N2等非金属作用
高温：能与Cl2、
Br2、S和N2等 反应，分别得 到BCl3、BBr3、 B2S3和BN等。
2B＋3F2＝2BF3 （室温）
3、与酸作用：（指氧化性酸，否则不作用）
B＋3HNO3＝H3BO3＋3NO2↑ 2B＋3H2SO4＝2H3BO3＋3SO2↑
γ-Al2O3颗粒小，具有强吸附能力和催化活性，又名活性氧 化铝，可以用作吸附剂和催化剂。
4、氢氧化铝：
在Al3+盐中加入CO32-能得到Al(OH)3 (水解完全)。
Al(OH)3结构较为稳定，加热至373K不脱水。 Al(OH)3是典型的两性化合物，新制备的Al(OH)3既 溶于酸又溶于碱。
二、铝盐和铝酸盐：
刚玉硬度很高，仅次于金刚石，手表的“钻数”即是 刚玉的颗粒数，手表的轴承就是装在耐磨的刚玉上。
结构决定性质，α-Al2O3的晶体属于六方紧密堆积 的构 型，氧原子按六方紧密堆积方式排列，6个O原子围成一 个八面体，在整个晶体中有2/3的八面体孔穴为Al原子所 占据，属紧密堆积。 Al3+与O2-之间引力大，晶格能大，所以该构型的硬度 大，熔点高，不溶于酸或碱，也不溶于水。
三、铝的卤化物和硫酸盐
AlX3中，AlF3为离子型化合物，其余皆为共价 型，以AlCl3最重要。
AlCl3（AlBr3、AlI3）为二聚分子：
Al采取sp3杂化，Cl对Al是四面体配置； 存在Al—Cl—Al 三中心四电子氯桥键。
制备： 2Al(s)＋3X2＝2AlX3(s)
Al2O3＋3C＋3Cl2==2AlCl3＋3CO
ⅢA
5B 13Al 31Ga 49In 81Tl
本 章 讲 解 的 内 容
第一节 硼族元素的通性 第二节 硼单质及其化合物 第三节 铝族元素 第四节 惰性电子对效应
B Al
Ga In Tl
铝族
一、价电子构型： ns2np1
缺电子化合物：缺电子原子形成的+3价化合物。 缺电子原子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与电子对给予体形 成稳定的配位化合物等方面。
无水AlCl3是缺电子化合物，能与有机胺、醇、醚结合， 所以AlCl3（无水）是某些反应中常用的催化剂。
制备：灼烧Al(OH)3 或水合氧化铝，可制得α-Al2O3
2、β-Al2O3
主要性能：离子传导能力（允许Na+通过），用作钠-硫蓄 电池的电解质，这种电池的蓄电量为铅蓄电池的3—5倍。
加NH3•H2O或碱于铝盐溶液中，都会得到Al2O3nH2O， 长时间放置（脱水）逐渐转变为AlO(OH)或HAlO2。
金属离子，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。
③ Na2B4O7 +2NH4Cl==2NaCl+4H2O+B2O3+2BN
用盐酸、热水处理后得BN白色固体，BN属于原子 晶体，具有石墨结构（见教材），用于润滑、耐磨 材料，电气耐热的涂层材料。
3、制备： 工业上：
Mg2B2O5＋2NaOH＝2NaBO2＋2Mg(OH)2↓ 4NaBO2＋CO2＋10H2O＝Na2B4O5(OH)4· 2O＋Na2CO3 8H
BX3是缺电子化合物，有强烈接受电子的倾向，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、NH3、醚、醇及胺类等接受电子对。
最常见的为BCl3发生强烈水解：
BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl
BF3是有机合成中常用的催化剂，水解后得氟硼酸HBF4
4BF3+6H2O=3H3O++3BF4-+H3BO3
1、结构：
其中包括两个BO4四面 体基本结构单元，和两 个BO3三角形基本结构 单元。
2、性质:
① 硼砂较易水解，得到等摩尔的H3BO3和B(OH)4B4O5(OH)42-＋5H2O＝2H3BO3 ＋2B(OH)4该水溶液是一种缓冲剂；也可以标定酸液(~2OH-)。
② 硼砂在熔融状态能溶解一些金属化合物，并依金属 的不同而显出特征的颜色。（硼酸也有该性质） Na2B4O7＋CoO＝2NaBO2· Co(BO2)2 硼砂珠试验就是根据这个道理，用该实验可鉴定不同的
④硼酸可溶合为链状或环状多硼酸xB2O3· 2O、酸 H 根(BO2)nn- 。在多硼酸结构中，有两种基本结构单 元：BO3 (平面三角形)、BO4 (四面体)。
二、硼酸盐
硼酸盐类似于硅酸盐，大多数难溶，可溶的硼酸盐讨 论的较多的是四硼酸钠，即硼砂。Na2B4O7· 2O也 10H 可写成： Na2B4O5(OH)4 · 2O ------见p787 8H
2Al＋2OH-＋6H2O＝2Al(OH)4-＋3H2↑
二、镓单质
Ga具有熔点与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。 也可制 Ⅲ—Ⅴ族半导体化合物，如GaAs等，可用于 光电管中。
三、性质：
1、强还原性：
硼烷燃烧热很大，在空气中易燃，易水解，有剧毒， 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。
想一想：硼烷燃 烧的高能量，是 否可以用硼烷来 做火箭的燃料？ 为什么？
B2H6(g)＋3O2(g)＝B2O3(s)＋3H2O(g) △H = -2166KJ· -1 mol B2H6＋6H2O＝2H3BO3↓＋6H2↑
+3价的Al有两种存在形式Al3+(酸性)、(AlO2)-或 Al(OH)4-（碱性） Al3+在水溶液中以八面体水合离子[Al(H2O)6]3+的 形式存在，在水中发生水解，溶液显酸性：
[Al(H2O)6]3++H2O==[Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ [Al(H2O)5(OH)]2+ +H2O==[Al(H2O)4(OH)2]+ + H3O+ [Al(H2O)4(OH)2]+ +H2O==[Al(H2O)3(OH)3] + H3O+
三、铟
它可作为优良性能的焊接剂，可焊接金属— 金属，非金属—非金属，金属—非金属。另 外，铟，铊都可做成性能良好的合金。
一、氧化铝和氢氧化铝：
1、α-Al2O3
大自然中坚硬、美丽的宝石—刚玉和人造刚玉都是 -Al2O3，这种刚玉中常因含有不同杂质而呈现出不同颜色。
如含有少量Cr化合物，则显红色即红宝石。
2、性质：
物性：硼酸有吸湿性，可作润滑剂，类似于石墨，这种
缔合结构使硼酸在冷水中溶解度很低；而在热水中，由于 部分氢键断裂而使溶解度增大。
化性：硼酸加热灼烧时，起下列变化:
①
H3BO3──→HBO2──→ H2B4O7──→B2O3
-H2O -H2O -H2O
灼烧
△
△
② 硼酸B(OH)3 是一元弱酸：特殊性！
用B2O3与氢氟酸作用可得BF3（用乙醚吸收） B2O3+ 6HF=2BF3+3H2O 讨 论：
比较路易斯酸 BF3、BCl3、BBr3、BI3酸性强弱顺序？
思考：为什么 BX3能存在而 BH3 不能存在？ （8e结构)
一、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
常见硼烷的物理性质列在P777，表16-4。（略）
二、制备：
质子置换法：
BMn＋3H+ ＝ ½ B2H6＋Mn3+
氢化法：
BCl3＋3H2＝ ½ B2H6＋ 3HCl 思考：这两 个反应的条 件是什么？
氢负离子置换法：
3LiBH4＋4BF3＝2B2H6＋3NaBF4
3LiAlH4＋4BF3＝2B2H6＋3LiF＋3AlF3
显然，能将H3O+中和，水解作用可以进行完全。
一些弱酸的Al3+盐，在水中完全水解：
2Al3++3CO32-+3H2O ==2Al(OH)3↓+3CO2↑
因此，Al2(CO3)3、Al2S3不能用湿法制得。
Al(OH)4-在溶液中离解使溶液显碱性：
Al(OH)4Al(OH)3 ↓ + OH-
在Al(OH)4-溶液中通入CO2，促进水解的进行而得到 纯的氢氧化铝沉淀。工业上利用这个方法，从铝土矿 制备纯的Al(OH)3和Al2O3： Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2NaAl(OH)4
B2H6＋6X2＝2BX3＋6HX
2、热不稳定性：
2B2H6==B4H10＋H2 （加热、加压）
3、加合性：
B2H6 ＋CO==CO→B2H6 B2H6 ＋NH3==H3N→B2H6
四、结构：
B2H6共12个价电子如何排布
的？分子中存在哪些键？试 列举出来，并画出来。
硼烷中的部分B被C原子取代得到硼烷的重要衍生物——碳硼烷， 例如：B12H122-与B10C2H12是等电子体（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； 硼烷还有含硫或磷等杂原子的衍生物。因此可知，硼的化合物 是多样的，结构是复杂的。
2NaAl(OH)4+CO2＝2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O
Al(OH)3===Al2O3+H2O（煅烧）
这样为冶炼金属铝提供了较纯的原料Al2O3，另外将 该法得到的Al(OH)3和Na2CO3，一同溶于HF酸，则 得到电解铝所需要的助熔剂：冰晶石Na3AlF6。
2Al(OH)3+3Na2CO3 +12HF==Na3AlF6+3CO2↑+H2O
二、本族+3这一较高氧化态以及18电子壳
层的结构，容易形成共价键特征的化合物。
三、由于惰性电子对效应，Tl容易形成Tl+氧 化态，亦即Tl3+有较强的氧化性。 （从电势图可以看出）
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），但晶态硼的基本 结构单元都是B12二十面 体。请问：存在几种类 型的键？（教材p770）
B(OH)3＋H2O==[(OH)3B←OH]-＋H+ Ka=5.810-10
硼酸的酸性可因加入甘露醇或甘油而大为增强：
+
+
+
甘油 诱导效应，使B-OH上的O易断裂。
③ 硼酸酯燃烧具有特有的绿色，以此来鉴别 硼酸根。
H3BO3＋3CH3OH=====B(OCH3)3＋3H2O
3、γ-Al2O3
γ-Al2O3晶体属于立方面心紧密堆积 构型，Al原子不规 则的排列在由氧原子围成的八面体的孔穴中，结构不 致密。
γ-Al2O3虽不溶于水但可溶于酸或碱，强热1273K可以转变为αAl2O3 。 将HAlO2或铝铵钒(NH4)2SO4Al2(SO4)324H2O加热 可得到γ-Al2O3。
实验室： 4HBO2＋NaOH＝NaBO2 ＋ H2O
（浓） H3BO3 ＋2NaOH＝Na2B4O5(OH)4＋5H2O （稀）
滴定H+： Na2B4O5(OH)4＋3H2O+2HCl＝4H3BO3＋2NaCl
3-1 铝族元素单质：
一、铝单质：
用 途
铝已遍及每个家庭，铝及合金广泛地 用于建筑材料、机械化工、食品工业 中，铝是光和热的良好反射体。利用 铝能够很好的反射光，可制造探照灯 的灯罩和反射望远镜的镜子。
二、性质：
B的结构决定了它的性质，B是原子晶体，硼的硬度大，熔沸点
高，化学性质也不活泼。但：无定形、粉末状硼比较活泼。
1、与氧、氧化物作用
4B(s)+3O2(g)=====2B2O3
973K
△H = -2887KJ· -1 mol
B能从许多氧化物中（SiO2 、P2O5、H2O等）夺取 氧而用作还原剂。
性质：
因此Al在空气中、水或 氧化性酸中都能形成氧 化膜，不被腐蚀。Al的 亲氧性常用在冶金工业， 铝是亲氧元素，又是典型的两性元素： 铝热法制Fe、Cr等。
2Al(s)＋3/2O2(g)＝Al2O3(s) △H0＝-1669.7KJ· -1 mol
Al的两性表现在：
2Al＋6H+＝2Al3+＋3H2↑
4、与强碱作用：
△ 2B＋2NaOH+3KNO3===2NaBO2＋H2O+3KNO2
5、与金属作用：
硼几乎与所有的金属生成新化合物（硼化物）
一、硼烷的类型（类似于烷烃、硅烷）
目 前 已 知 二 十 种 硼 烷 ， 最 简 单 的 一 种 是 B2H6 （乙硼烷）。按组成可分为以下两类：
BnHn+4 ：B2H6 ，B5H9 ，B6H10，B8H12 BnHn+6 ：B3H9 ，B4H10，B5H11 ，B6H12
2B＋6H2O＝H3BO3＋H2↑ 2、与卤素、S、N2等非金属作用
高温：能与Cl2、
Br2、S和N2等 反应，分别得 到BCl3、BBr3、 B2S3和BN等。
2B＋3F2＝2BF3 （室温）
3、与酸作用：（指氧化性酸，否则不作用）
B＋3HNO3＝H3BO3＋3NO2↑ 2B＋3H2SO4＝2H3BO3＋3SO2↑
γ-Al2O3颗粒小，具有强吸附能力和催化活性，又名活性氧 化铝，可以用作吸附剂和催化剂。
4、氢氧化铝：
在Al3+盐中加入CO32-能得到Al(OH)3 (水解完全)。
Al(OH)3结构较为稳定，加热至373K不脱水。 Al(OH)3是典型的两性化合物，新制备的Al(OH)3既 溶于酸又溶于碱。
二、铝盐和铝酸盐：
刚玉硬度很高，仅次于金刚石，手表的“钻数”即是 刚玉的颗粒数，手表的轴承就是装在耐磨的刚玉上。
结构决定性质，α-Al2O3的晶体属于六方紧密堆积 的构 型，氧原子按六方紧密堆积方式排列，6个O原子围成一 个八面体，在整个晶体中有2/3的八面体孔穴为Al原子所 占据，属紧密堆积。 Al3+与O2-之间引力大，晶格能大，所以该构型的硬度 大，熔点高，不溶于酸或碱，也不溶于水。
三、铝的卤化物和硫酸盐
AlX3中，AlF3为离子型化合物，其余皆为共价 型，以AlCl3最重要。
AlCl3（AlBr3、AlI3）为二聚分子：
Al采取sp3杂化，Cl对Al是四面体配置； 存在Al—Cl—Al 三中心四电子氯桥键。
制备： 2Al(s)＋3X2＝2AlX3(s)
Al2O3＋3C＋3Cl2==2AlCl3＋3CO
ⅢA
5B 13Al 31Ga 49In 81Tl
本 章 讲 解 的 内 容
第一节 硼族元素的通性 第二节 硼单质及其化合物 第三节 铝族元素 第四节 惰性电子对效应
B Al
Ga In Tl
铝族
一、价电子构型： ns2np1
缺电子化合物：缺电子原子形成的+3价化合物。 缺电子原子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与电子对给予体形 成稳定的配位化合物等方面。
无水AlCl3是缺电子化合物，能与有机胺、醇、醚结合， 所以AlCl3（无水）是某些反应中常用的催化剂。
制备：灼烧Al(OH)3 或水合氧化铝，可制得α-Al2O3
2、β-Al2O3
主要性能：离子传导能力（允许Na+通过），用作钠-硫蓄 电池的电解质，这种电池的蓄电量为铅蓄电池的3—5倍。
加NH3•H2O或碱于铝盐溶液中，都会得到Al2O3nH2O， 长时间放置（脱水）逐渐转变为AlO(OH)或HAlO2。
金属离子，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。
③ Na2B4O7 +2NH4Cl==2NaCl+4H2O+B2O3+2BN
用盐酸、热水处理后得BN白色固体，BN属于原子 晶体，具有石墨结构（见教材），用于润滑、耐磨 材料，电气耐热的涂层材料。
3、制备： 工业上：
Mg2B2O5＋2NaOH＝2NaBO2＋2Mg(OH)2↓ 4NaBO2＋CO2＋10H2O＝Na2B4O5(OH)4· 2O＋Na2CO3 8H
BX3是缺电子化合物，有强烈接受电子的倾向，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、NH3、醚、醇及胺类等接受电子对。
最常见的为BCl3发生强烈水解：
BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl
BF3是有机合成中常用的催化剂，水解后得氟硼酸HBF4
4BF3+6H2O=3H3O++3BF4-+H3BO3
1、结构：
其中包括两个BO4四面 体基本结构单元，和两 个BO3三角形基本结构 单元。
2、性质:
① 硼砂较易水解，得到等摩尔的H3BO3和B(OH)4B4O5(OH)42-＋5H2O＝2H3BO3 ＋2B(OH)4该水溶液是一种缓冲剂；也可以标定酸液(~2OH-)。
② 硼砂在熔融状态能溶解一些金属化合物，并依金属 的不同而显出特征的颜色。（硼酸也有该性质） Na2B4O7＋CoO＝2NaBO2· Co(BO2)2 硼砂珠试验就是根据这个道理，用该实验可鉴定不同的