硼族元素黄岛版精选PPT.ppt

《硼族元素黄岛版精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硼族元素黄岛版精选PPT.ppt（58页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于硼族元素黄岛版第1页，讲稿共58张，创作于星期二B B族元素在周期表族元素在周期表中的位置中的位置16.1 16.1 硼族元素概述硼族元素概述第2页，讲稿共58张，创作于星期二B AlGa In Tl2、气态氢化物、气态氢化物的通式：的通式：RH33、最高价氧化物、最高价氧化物对应的水化物通对应的水化物通式为式为H2RO3或或R(OH)3单质物性单质物性单质化性单质化性主主要要氧氧化化态态稳稳定定性性逐逐渐渐增增大大熔熔沸沸点点降降低低单单质质密密度度增增大大非非金金属属性性减减弱弱、金金属属性性增增强强最最高高价价氧氧化化物物对对应应水水化化物物的的酸酸性性减减弱弱氢氢化化物物的的稳稳定

2、定性性减减弱弱2s22p13s23p14s24p15s25p16s26p1+1+3主主要要氧氧化化态态稳稳定定性性逐逐渐渐减减小小1、最外层都有、最外层都有3个电子，化合个电子，化合价主要有价主要有+3和和+1，易形成共价，易形成共价化合物。化合物。第3页，讲稿共58张，创作于星期二硼族硼族(A)：B、Al、Ga、In、Tl价电子构型价电子构型：ns2np1缺电子元素缺电子元素：价电子数：价电子数价层轨道数价层轨道数缺电子化合物缺电子化合物:成键电子对数成键电子对数99.95%)电解电解 B2O3 在在 KBF4 中的融体可得晶态硼中的融体可得晶态硼.(4)(4)用途用途用途用途：无定形硼可用

3、于生产硼钢。无定形硼可用于生产硼钢。硼钢主要用于制造喷气发动机硼钢主要用于制造喷气发动机 和核反应堆的控制棒和核反应堆的控制棒.前一种用途基于其优良的抗冲击性，前一种用途基于其优良的抗冲击性，后一种用途基于硼吸收中子的能力。后一种用途基于硼吸收中子的能力。第8页，讲稿共58张，创作于星期二常温下不活泼，高温下活泼常温下不活泼，高温下活泼4B+3O2 2B2O32B+3Cl2 2BCl3 与硅相似与硅相似2B+N2 2BN(均在高温下进行均在高温下进行均在高温下进行均在高温下进行)和氧化性酸起反应，比硅活泼些和氧化性酸起反应，比硅活泼些B+3HNO3(浓浓)H3BO3(or B(OH)3)+3N

4、O2 2B+3H2SO4(浓浓)2H3BO3(or B(OH)3)+3SO2 和强碱起反应和强碱起反应 2B+2NaOH(浓浓)+2H2O=2NaBO2(偏硼酸钠偏硼酸钠)+3H2 2B+2NaOH+3KNO3=2NaBO2+3KNO2+H2O(共熔共熔)2.2.硼的反应硼的反应硼的反应硼的反应第9页，讲稿共58张，创作于星期二 分类分类：BnHn+4 和和 BnHn+6 例：例：B2H6 B4H10 乙硼烷乙硼烷 丁硼烷丁硼烷 有有CH4，但无，但无BH4.最简单的硼烷：最简单的硼烷：B2H6 最简单的硼烷，理应是最简单的硼烷，理应是最简单的硼烷，理应是最简单的硼烷，理应是BHBH3 3,但

5、结构研究表明它的分子式是但结构研究表明它的分子式是但结构研究表明它的分子式是但结构研究表明它的分子式是B B2 2HH6 6。1.1.硼的氢化物硼的氢化物硼的氢化物硼的氢化物-硼烷硼烷硼烷硼烷 BoraneBorane 如果如果 BH3 分子存在的话，则其结构为分子存在的话，则其结构为 B 还有一个空的还有一个空的 2p 轨道没有参与成键，如果该轨道能用来成键，轨道没有参与成键，如果该轨道能用来成键，将会使体系的能量进一步降低，故从能量来说将会使体系的能量进一步降低，故从能量来说 BH3 是不稳定体系是不稳定体系.B2H6 中由于所有的价轨道都用来成键，分子的总键能比两个中由于所有的价轨道都用

6、来成键，分子的总键能比两个 BH3 的总键能的总键能大，故大，故 B2H6 比比 BH3 稳定（二聚体的稳定常数为稳定（二聚体的稳定常数为106）.16.2.2 16.2.2 硼的化合物硼的化合物硼的化合物硼的化合物第10页，讲稿共58张，创作于星期二B：利用：利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。记作：记作：要点：要点：要点：要点：B B的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。（氢桥）（氢桥）（氢桥）（氢桥）分子间键联关系分子间键联关系:硼烷的结构硼烷的结构

7、硼烷的结构硼烷的结构美国物理化学家美国物理化学家 W.Lipscomb 关关于硼烷和碳硼烷的于硼烷和碳硼烷的研究获研究获19761976年诺贝年诺贝尔化学奖尔化学奖3c-2e (3 center-2 3c-2e (3 center-2 electorn bond)electorn bond)第11页，讲稿共58张，创作于星期二 端基上的端基上的H和和B之间形成之间形成键键(sp3-s).四个端四个端H和两个和两个B形成分形成分子平面，中间两个子平面，中间两个H不在分子平面内，其连线垂直于分子平面，不在分子平面内，其连线垂直于分子平面，上下各一个上下各一个,上面的上面的H所成的键：所成的键：第1

8、2页，讲稿共58张，创作于星期二B4H10分子结构分子结构第13页，讲稿共58张，创作于星期二氢键和氢桥键有什么不同？氢键和氢桥键有什么不同？氢氢 键键 氢氢 桥桥结合力的类型结合力的类型 主要是静电作用主要是静电作用 共价键（三中心二电子键）共价键（三中心二电子键）键键 能能 小（与分子间力相近）小（与分子间力相近）较大（小于正常共价键）较大（小于正常共价键）H 连接的原子连接的原子 电负性大，半径小的原子，电负性大，半径小的原子，缺电子原子，主要是缺电子原子，主要是B 主要是主要是F、O、N与与H相连的原子的对称性相连的原子的对称性 不对称（除对称氢键外）不对称（除对称氢键外）对对 称称Q

9、uestionQuestion第14页，讲稿共58张，创作于星期二制备制备制备制备：性质性质性质性质质子置换法质子置换法质子置换法质子置换法：2BMn+6 H+B2H6+2Mn3+氢化法氢化法氢化法氢化法：2BCl3+6 H2 B2H6 +6 HCl 氢负离子置换法氢负离子置换法氢负离子置换法氢负离子置换法：3 LiAlH4+4 BF3 2 B2H6+3 LiF+3 AlF3 3 NaBH4+4 BF3 2 B2H6+3 NaBF4乙醚乙醚乙醚乙醚火火焰焰呈呈现现绿绿色色含含硼硼化化合合物物燃燃烧烧加合反应加合反应加合反应加合反应 B2H6+CO 2 H3BCO B2H6+2 NH3 BH2(

10、NH3)2+BH4-2 LiH+B2H6 2 LiBH4 2 NaH+B2H6 2 NaBH4被氯氯化被氯氯化被氯氯化被氯氯化 B2H6(g)+6 Cl2(g)2 BCl3(l)+6 HCl D DrHm=-1376 kJmol-1自燃自燃自燃自燃 B2H6(g)+3 O2(g)B2O3(s)+3 H2O(g)高能燃料，剧毒高能燃料，剧毒高能燃料，剧毒高能燃料，剧毒水解水解水解水解 B2H6(g)+3 H2O(l)2 H3BO3(s)+6 H2(g)水下火箭燃料水下火箭燃料水下火箭燃料水下火箭燃料不能由不能由 B 和和 H2 直接化合制得：直接化合制得：第15页，讲稿共58张，创作于星期二B

11、B2 2OO3 3B(无定形)B2O3H3BO3O2Mg或Al+H2O-H2O制备：制备：制备：制备：原子晶体原子晶体：熔点：熔点460 C无定形体：软化无定形体：软化三氧化二硼三氧化二硼三氧化二硼三氧化二硼性质：性质：性质：性质：B2O32HBO22H3BO3偏硼酸偏硼酸(原原)硼酸硼酸+H2O+H2O(g)-H2O-H2O B2O3(晶状)H2O(g)=2HBO2B2O3(无定形)3 H2O(l)=2H3BO32.2.硼的含氧化合物硼的含氧化合物硼的含氧化合物硼的含氧化合物Boron oxideBoron oxide第16页，讲稿共58张，创作于星期二 B2O3和许多种金属氧化物在熔融时生

12、成有特征颜色的硼珠，可和许多种金属氧化物在熔融时生成有特征颜色的硼珠，可用于鉴定。用于鉴定。CoO+B2O3=Co(BO2)2 深蓝色深蓝色Cr2O3的硼珠的硼珠 绿色绿色 CuO的硼珠的硼珠 蓝色蓝色MnO的硼珠的硼珠 紫色紫色 NiO的硼珠的硼珠 绿色绿色Fe2O3的硼珠的硼珠 黄色黄色 873K时，时，B2O3可与可与NH3反应制得氮化硼反应制得氮化硼(BN)x，与，与CaH2反应生反应生成成CaB6。硼珠试验硼珠试验硼珠试验硼珠试验 BN与与C2是等电子体，性质相似：是等电子体，性质相似：BN有三种晶型：有三种晶型：(1)无定型无定型(类似于无定型碳类似于无定型碳)(2)六方晶型六方晶

13、型(类似于石墨类似于石墨)作润滑剂作润滑剂(3)立方晶型立方晶型(类似于金刚石类似于金刚石)作磨料作磨料氮化硼氮化硼氮化硼氮化硼 (BN)(BN)第17页，讲稿共58张，创作于星期二B：sp2杂化杂化硼硼硼硼 酸酸酸酸 Boracic acidBoracic acid结构结构结构结构:性质性质性质性质:B(OH)3(aq)+2 H2O(l)=H3O+(aq)+B(OH)4-(aq)(1)一元弱酸一元弱酸(固体酸固体酸)加合一个加合一个OH-离子，而不是给出质子，离子，而不是给出质子，符合缺电子结构，为符合缺电子结构，为典型的路易士酸。典型的路易士酸。第18页，讲稿共58张，创作于星期二 在在H

14、3BO3中加入甘油中加入甘油(丙三醇丙三醇)，酸性可增强，原因是显酸性的，酸性可增强，原因是显酸性的机理发生了变化机理发生了变化:OH HOCH2 OCH2HOB +HOCH O B C(OH)H+H+2H2O OH HOCH2 OCH2H3BO3遇到某种比它强的酸时，有显碱性的可能遇到某种比它强的酸时，有显碱性的可能:B(OH)3+H3PO4 BPO4+3H2O(中和反应中和反应)(2)(2)与多羟基化合物加合与多羟基化合物加合与多羟基化合物加合与多羟基化合物加合第19页，讲稿共58张，创作于星期二硼酸的鉴定反应硼酸的鉴定反应硼酸的鉴定反应硼酸的鉴定反应点燃时点燃时:硼酸三乙酯燃烧显硼酸三乙

15、酯燃烧显绿色绿色绿色绿色火焰火焰(3)(3)受热易分解受热易分解受热易分解受热易分解 浓浓 H2SO4 存在下存在下 H3BO3 与甲醇或乙醇反应生成与甲醇或乙醇反应生成挥发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时发出的挥发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时发出的绿色绿色火焰用来鉴火焰用来鉴定硼酸根的存在。定硼酸根的存在。3 C2H5OH+H3BO3 =B(OC2H5)3+3 H2O浓浓 H2SO4硼酸三乙酯硼酸三乙酯硼酸三乙酯硼酸三乙酯第20页，讲稿共58张，创作于星期二硼砂硼砂是硼的最主要的含氧酸盐是硼的最主要的含氧酸盐,白色白色,玻璃光泽玻璃光泽.硼酸盐硼酸盐硼酸盐硼酸盐 BorateBorate结构结构结构结构:全

16、全世世界界硼硼酸酸钠钠盐盐的的年年耗耗量量约约占占总总硼硼消消耗耗量量的的 80%.其其中中一一半半以以上上用用于于玻玻璃璃、陶陶瓷瓷和和搪搪瓷瓷工工业业，其其他他应应用用领领域域包包括括洗洗涤涤剂剂组组分分(过过硼硼酸酸盐盐）、微微量量元元素素肥肥料料、加加入入防防冻冻剂剂中做抗腐蚀剂、金属的焊剂和纤维素材质的阻燃剂中做抗腐蚀剂、金属的焊剂和纤维素材质的阻燃剂.硼砂硼砂硼砂硼砂：Na2B4O710H2O，实际上结构为，实际上结构为 Na2B4O5(OH)4 8H2OBoraxBorax第21页，讲稿共58张，创作于星期二性质：性质：性质：性质：构成缓冲溶液构成缓冲溶液 pH=9.24 (20

17、 )(1)水解呈碱性水解呈碱性(2)与酸反应制与酸反应制H3BO3(3)脱水脱水风化脱水风化脱水受热脱水受热脱水硼砂玻璃硼砂玻璃Na2B4O7+MnO Mn(BO2)22NaBO2 绿色绿色 Na2B4O7用途用途用途用途：在实验室用做标定标准酸溶液的基准物：在实验室用做标定标准酸溶液的基准物：Na2B4O7 10H2O+2 HCl=4 H3BO3+2 NaCl+5 H2O第22页，讲稿共58张，创作于星期二(1)BX3结构：结构：B：sp2杂化杂化 形成离域形成离域 46(2)BX3性质：性质：3.3.硼的卤化物硼的卤化物硼的卤化物硼的卤化物BBr3BCl3BF3酸性：大小顺序酸性：大小顺序

18、酸性：大小顺序酸性：大小顺序 BFBF3 3 BCl BCl3 3 BBr BBr3 3第23页，讲稿共58张，创作于星期二水解：水解：水解：水解：制备制备制备制备:(1)(1)置换法置换法置换法置换法B2O3+6HF =2BF3(g)+3H2O BF3(g)+AlCl3=AlF3+BCl3 (2)(2)卤素与卤素与卤素与卤素与 B B 直接反应直接反应直接反应直接反应2 B+6 HCl=2 BCl3+3 H2OB2O3+3 Cl2+3 C=2 BCl3+3 CO2B+3 X2 =2 BX3（BIBI3 3 除外）除外）除外）除外）第24页，讲稿共58张，创作于星期二16.3 铝的单质和化合物

19、铝的单质和化合物16.3.1 铝的单质铝的单质 银白色有光泽金属，密度银白色有光泽金属，密度2.7g/cm3,m.p.930K,b.p.2740K，具有良好的延展性和导电性。可用来制造日，具有良好的延展性和导电性。可用来制造日用器具、合金、电器设备等。用器具、合金、电器设备等。化学反应：化学反应：化学反应：化学反应：4Al+3O4Al+3O2 2=2Al=2Al2 2OO3 3 -3339 kJ/mol-3339 kJ/mol (铝热还原法原理铝热还原法原理铝热还原法原理铝热还原法原理)2Al+3S=Al2Al+3S=Al2 2S S3 32Al+2NaOH+6H2Al+2NaOH+6H2 2

20、O=2NaAl(OH)O=2NaAl(OH)4 4+H+H2 2 NaAlO2第25页，讲稿共58张，创作于星期二单质铝的制备单质铝的制备1A,80h 1mol Al(27g)(1A,80h 1mol Al(27g)(两个易拉罐两个易拉罐两个易拉罐两个易拉罐)，耗电！，耗电！，耗电！，耗电！阴极阴极阴极阴极阳极阳极阳极阳极第26页，讲稿共58张，创作于星期二(1)(1)氧化铝：氧化铝：氧化铝：氧化铝：AlAl2 2OO3 3-Al2O3：惰性氧化铝，刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱。：惰性氧化铝，刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱。-Al2O3：活性氧化铝，可溶于酸、碱，可作催化剂载体。活性氧化铝，

21、可溶于酸、碱，可作催化剂载体。红宝石红宝石(Cr3+)蓝宝石蓝宝石(Fe3+,Cr3+)黄玉黄玉/黄晶黄晶(Fe3+)16.3.2 铝的化合物铝的化合物有些氧化铝晶体透明，有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而呈现鲜因含有杂质而呈现鲜明颜色。明颜色。(2)(2)氢氧化铝：氢氧化铝：氢氧化铝：氢氧化铝：Al(OH)Al(OH)3 3 两性化合物，两性化合物，在碱性溶液中存在在碱性溶液中存在Al(OH)4-或或Al(OH)63-简便书写为简便书写为AlO2-或或AlO33-第27页，讲稿共58张，创作于星期二 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3离子键离子键 共价键共价键共价分子共价分子：熔点低：

22、熔点低,易挥发易挥发,易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。易形成双聚物易形成双聚物气相气相气相气相AlClAlCl3 3,有双聚分子有双聚分子有双聚分子有双聚分子,有配位键有配位键有配位键有配位键,或认为中央是或认为中央是或认为中央是或认为中央是形成三中心四电子的氯桥键形成三中心四电子的氯桥键形成三中心四电子的氯桥键形成三中心四电子的氯桥键.(3)(3)铝的卤化物铝的卤化物铝的卤化物铝的卤化物第28页，讲稿共58张，创作于星期二用干法合成用干法合成AlCl3：水解激烈：水解激烈：潮湿空气中的潮湿空气中的AlCl3第29页，讲稿共58张，创作于星期二AlAl3+3+的鉴定：在氨碱性条件下，加入茜的鉴

23、定：在氨碱性条件下，加入茜的鉴定：在氨碱性条件下，加入茜的鉴定：在氨碱性条件下，加入茜qinqin素素素素硫酸铝：硫酸铝：铝钾矾铝钾矾(明矾明矾)：茜素：茜素：茜素：茜素：1,2-1,2-二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌(4)(4)铝的重要化合物铝的重要化合物铝的重要化合物铝的重要化合物alizarin;1,2-dihydroxyanthraquinone；1,2-Dihydroxy-9,10-anthracenedione 第30页，讲稿共58张，创作于星期二16.4 16.4 镓、铟、镓、铟、镓、铟、镓、铟、铊的单质和化合物铊的单质和化合物铊的单质和化合物铊的单质和化合物一一一一

24、镓、铟、镓、铟、镓、铟、镓、铟、铊的单质铊的单质铊的单质铊的单质1.物理性质物理性质Ga,In,Tl都是银白色的软金属，都是银白色的软金属，比铅软。比铅软。m.p.都很低。都很低。Ga熔点熔点29.78，在手中融化在手中融化,但但Ga的的b.p.为为2070，所以液相存在的温度，所以液相存在的温度范围最大。范围最大。Hg处于液体的温度范围处于液体的温度范围:-38-356。第31页，讲稿共58张，创作于星期二2.2.化学性质化学性质化学性质化学性质和非氧化性酸反应和非氧化性酸反应 2Ga+3H2SO4 Ga2(SO4)3+3H2 (In的反应相同的反应相同)2Tl+H2SO4 Tl2SO4+H

25、2 和氧化性酸反应和氧化性酸反应 Ga+6HNO3 Ga(NO3)3+3NO2 +3H2O(In相同相同)Tl+2HNO3TlNO3+NO2+H2O 不能氧化到不能氧化到Tl(III)和碱反应和碱反应2Ga+2NaOH+2H2O 2NaGaO2+3H2 两性两性第32页，讲稿共58张，创作于星期二二二二二 氧化物及氢氧化物氧化物及氢氧化物氧化物及氢氧化物氧化物及氢氧化物 Ga2O3和和Ga(OH)3：两性偏酸两性偏酸 Ga(OH)3可溶于可溶于NH3H2O,Al(OH)3 不溶于不溶于NH3H2O,所以所以Ga(OH)3的酸性比的酸性比Al(OH)3强。强。In2O3和和In(OH)3几乎无两

26、性表现，几乎无两性表现，In2O3溶于酸，但不溶于碱。溶于酸，但不溶于碱。按按Ga(OH)3,In(OH)3,Tl(OH)3顺序顺序,越来越易脱水越来越易脱水,生成氧化物生成氧化物:2M(OH)3 M2O3+3H2O 以致于以致于Tl(OH)3几乎不存在几乎不存在.TlTl2 2OO3 3易分解易分解易分解易分解:Tl2O3(棕黑色棕黑色)Tl2O(黑色黑色)+O2(加热加热)Tl2O易溶于水，形成的易溶于水，形成的TlOH也易溶于水也易溶于水:Tl2O(黑黑)+H2O 2TlOH(黄黄)氢氧化物中氢氧化物中,TlOH是强碱是强碱(不如不如KOH);Ga(OH)3酸性最强酸性最强。第33页，讲

27、稿共58张，创作于星期二三三三三 Tl(III)Tl(III)盐类的氧化性盐类的氧化性盐类的氧化性盐类的氧化性 Tl有有(III)和和(I)的盐及化合物的盐及化合物,Ga(I)和和In(I)难生成难生成,而而Al(I)不存不存在。在。MF3为离子型化合物为离子型化合物,其余卤化物为共价型其余卤化物为共价型,b.p.低低,由于由于惰性电惰性电子对效应子对效应,Tl(III)有较强的氧化性。有较强的氧化性。TlX与与AgX相似相似,难溶难溶,光照分解光照分解;Tl(I)与变形性小的阴离子成与变形性小的阴离子成盐时盐时,与与K+、Rb+等相似等相似,如如Tl2SO4易溶于水易溶于水,易成易成矾矾。第

28、34页，讲稿共58张，创作于星期二硼族元素的卤化物比较硼族元素的卤化物比较1.BX3、AlX3稳定，其余逐渐不稳定；稳定，其余逐渐不稳定；2.GaXInX TlX 稳定性增加；稳定性增加；3.GaCl2 反磁性，无成单电子，因其结构反磁性，无成单电子，因其结构为为Ga(I)Ga(III)Cl4；InCl2情况与之相同。情况与之相同。第35页，讲稿共58张，创作于星期二镓分族元素的氧化物比较镓分族元素的氧化物比较1.Ga、In、Tl的氧化物可由单质与氧加热制备的氧化物可由单质与氧加热制备2.Tl2O3 最容易被还原；最容易被还原；3.Ga-O体系相似于体系相似于Al-O体系，存在体系，存在 型和

29、型和 型型Ga2O3；4.Ga(OH)3、In(OH)3具有两性，但较弱；具有两性，但较弱；5.Tl(OH)3 不存在，但在溶液中有配离子不存在，但在溶液中有配离子Tl(OH)(H2O)5 2+和和Tl(OH)2(H2O)4+存在存在。第36页，讲稿共58张，创作于星期二16.5 惰性电子对效应和周期表中的斜线关系惰性电子对效应和周期表中的斜线关系16.5.1 惰性电子对效应惰性电子对效应inert pair effect 惰性电子对效应：惰性电子对效应：具有价电子构型为具有价电子构型为s2p0-6的元素，其的元素，其s电子对电子对不易参与成键而常形成不易参与成键而常形成+(n-2)氧化态的化

30、合物，而其氧化态的化合物，而其+n氧化态的化氧化态的化合物要么不易形成，否则就是不稳定合物要么不易形成，否则就是不稳定(n:族数族数)。这是西奇维克。这是西奇维克(sidgwick)最早认识到的。最早认识到的。同一族中，各元素同一族中，各元素 s电子对的惰性随原子序数的增加而增加，电子对的惰性随原子序数的增加而增加，这在第六周期里表现得特别明显。如：这在第六周期里表现得特别明显。如：IIIA族的族的Tl(I)化合物比化合物比Tl(III)化合物稳定。化合物稳定。产生惰性电子对的原因正在探讨之中，尚需完善。产生惰性电子对的原因正在探讨之中，尚需完善。产生惰性电子对的原因正在探讨之中，尚需完善。产

31、生惰性电子对的原因正在探讨之中，尚需完善。第37页，讲稿共58张，创作于星期二inert pair effect The inert pair effect,is the tendency of the outermost s electrons to remain unionized or unshared in compounds of post-transition metals.The term inert pair effect is often used in relation to the increasing stability of oxidation states that

32、 are 2 less than the group valency for the heavier elements of groups 13,14,15 and 16.The term“inert pair”was first proposed by Nevil Sidgwick in 1927.第38页，讲稿共58张，创作于星期二 Inert pair effect is a term often used to describe valence electrons in an s orbital penetrating to the nucleus better than electr

33、ons in p orbitals making them more tightly bound to the nucleus due to poor shielding effect offered by the inner sub-shells/orbitals and causing bonds involving these electrons to become unfavourable due to the large promotion energy involved.第39页，讲稿共58张，创作于星期二As an example in group 13 the+1 oxidat

34、ion state of Tl is the most stable and TlIII compounds are comparatively rare.The stability of the+1 oxidation state increases in the following sequence:2AlI GaI InI TlI.The same trend in stability is noted in groups 14,15 and 16.As such the heaviest members of the groups,e.g.lead,bismuth and poloni

35、um are comparatively stable in oxidation states+2,+3,and+4 respectively.The lower oxidation state in each of the elements in question has 2 valence electrons in s orbitals.On the face of it a simple explanation could be that the valence electrons in an s orbital are more tightly bound are of higher

36、energy than electrons in p orbitals and therefore less likely to be involved in bonding.Unfortunately this explanation does not stand up.If the total ionization potentials(see below)of the 2 electrons in s orbitals(the 2nd+3rd ionization potentials),are examined it can be seen that they increase in

37、the sequence:In Al Tl Ga.第40页，讲稿共58张，创作于星期二 16.5.2 斜线斜线(对角对角)关系关系对比周期系中元素性质对比周期系中元素性质,发现发现:相邻两个族中，左上右下相邻两个族中，左上右下,对角线元素性质相似对角线元素性质相似 对角对角关系。关系。周期系中如上三对元素对角关系明显。周期系中如上三对元素对角关系明显。对角关系主要是从性质总结出来的经验规律对角关系主要是从性质总结出来的经验规律,可从具有可从具有相相似的离子场力似的离子场力来粗略解释。来粗略解释。第41页，讲稿共58张，创作于星期二对角元素性质的相似性对角元素性质的相似性仅以仅以B和和Si这一对

38、元素为例列举如下这一对元素为例列举如下:性质性质BSi单质晶型单质晶型原子晶体原子晶体原子晶体原子晶体与与NaOH作用作用NaBO2+H2Na2SiO3+H2含氧酸含氧酸弱酸弱酸弱酸弱酸含氧酸盐含氧酸盐多数难溶且多数难溶且有色，如有色，如“硼砂珠试验硼砂珠试验硼砂珠试验硼砂珠试验”多数难溶且有多数难溶且有色，如色，如“硅酸硅酸硅酸硅酸盐花园盐花园盐花园盐花园”第42页，讲稿共58张，创作于星期二硼族元素1 解：B、Al的第一电离能比左右元素低的原因是：因为B、Al的电子排布式分别为，1s22s22p1,1s22s22p63s23p1。当失去一个电子后形成较为稳定的全空结构，所以电离能相对左右元

39、素偏低。第43页，讲稿共58张，创作于星期二第2题制备乙硼烷通常有下述三种方法：（1）质子置换法：BMn 3H 1/2B2H6 Mn3（2）氢化法BCl3 3H2 B2H6+3HCl(3)氢负离子置换法：3LiAlH4 4BF3 2B2H6 3LiF 3AlF33NaBH4 4BF3 2B2H6 3NaBF4乙醚乙醚第44页，讲稿共58张，创作于星期二第3题解：三卤化硼都是共价化合物，熔点和沸点较低，从BF3BI3顺序规则的增高。BF3 BCl3 BBr3 BI3mp(K)146 166 227 316bp(K)172 285 364 483三卤化铝中，仅仅AlF3为离子化合物，溶沸点较高。从

40、AlCl3到AlI3都是共价化合物，熔点和沸点较低，且顺序增高。BX3的蒸气均为单分子，而AlCl3、AlBr3、AlI3的蒸气为二聚体，如：Cl Cl Cl Al Al Cl Cl Cl 第45页，讲稿共58张，创作于星期二第4题第46页，讲稿共58张，创作于星期二第5题：癸硼烷-14（B10H14）分子结构(1)价轨道数：41011454 10个B 14H(2)价电子数 310+114=44 10B 14H 10个 B-H 2c-2e:2e10=20e 4个 B-H-B 2c-2e:2e4=8e4个3c-2e:2e4=8e2个 B-B-B 2c-2e 2e2=4e2个 B-B 2c-2e：

41、2e2=4e第47页，讲稿共58张，创作于星期二第6题Na2B4O5(OH)48H2O （常写为Na2B4O710H2O）解：硼酸是一元弱酸，但它在溶液中所显示的弱酸性不是自身给出质子，而是由于溶液中的OH离子中的氧的孤电子对填入B的空轨道中，即：B(OH)3+H2O=B(OH)4-+H+这种电离方式正好表现了硼酸的缺电子性，所以是典型的Lewis酸。第48页，讲稿共58张，创作于星期二第7题解：Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3 Na2SO42H3BO3 B2O3 3H2OB2O33CaF23H2SO4 2BF33CaSO4 3H2O3KBCl33KClBB2O3C3Cl2

42、2BCl3 3COB2O3 2Al 3H2 B2H6Al2O32Na H2 2NaHB2H62NaH 2NaBH4高温第49页，讲稿共58张，创作于星期二第8题解：用适量KOH与明矾溶液反应，控制pH3.7-4.7，使Al(OH)3沉淀完全，过滤，得Al(OH)3，滤液蒸发得K2SO4，将Al(OH)3溶于KOH溶液中，得KAl(OH)4,反应式为：KAl(SO4)2+KOH=Al(OH)3+2K2SO4 Al(OH)3+KOH=KAl(OH)4 或KAlO22H2O第50页，讲稿共58张，创作于星期二第9题解：（1）Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2NaAlO2+2H2O=Al

43、(OH)3+NaOH(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2(3)NaAlO2+NH4Cl+H2O=Al(OH)3 +NH3 +NaCl(4)4BF3+2Na2CO3+2H2O=3NaBF4+NaB(OH)4+2CO2 第51页，讲稿共58张，创作于星期二10、Al虽然是活泼金属，但由于表面上覆盖了一层致密的氧化物膜，使铝不能进一步同氧和水作用而具有很高的稳定性。在冷的浓硫酸和浓硝酸中，铝的表面被钝化而不发生作用。11、2Al 3S Al2S32Al33S26H2O2Al(OH)3+3H2S12、BN的结构见参考书P783高温第52页，讲稿共58张，创作于星期二第13题解：按

44、VB理论，InCl2中应有一个成单电子，呈顺磁性。InCl2呈反磁性说明它不是简单得InCl2分子，而是InInCl4离子晶体，其中含有In（I）和In（III）两种氧化态的In，它们都无成单电子，故呈反磁性。Tl3+氧化性强，I还原性强，故相遇时要发生氧化还原反应：Tl3 3I Tl I3故Tl3的碘化物不存在，但Tl的I3化物TlI3存在。第53页，讲稿共58张，创作于星期二第14题解：Tl3+Tl+Tl 3Tl+=2Tl+Tl3+0.72v+1.25v-0.34v第54页，讲稿共58张，创作于星期二15 TI+和Ag+的半径相似，电荷相同，极化能力相近，因而两者化合物有相似之处；1、化合

45、物的难溶性 TICl和AgCl 均为白色难溶化合物，TI2S，Ag2S均为难溶化合物2、TICl和AgCl等卤化物见光易分解它们也有许多不同之处，如：1、氢氧化物稳定性不同 AgOH室温下不稳定，易分解为Ag2O，而TIOH较稳定，TIOH溶液为强碱，与KOH相似。2、Ag+易生成稳定配合物，而Tl+不易生成稳定配合物。3、Ag+有较强的氧化性，而Tl+有一定的还原性。4、Tl+可以代替K+成矾，而Ag+则不能。第55页，讲稿共58张，创作于星期二第16题解：第56页，讲稿共58张，创作于星期二第57页，讲稿共58张，创作于星期二14.10.2022感感谢谢大大家家观观看看第58页，讲稿共58张，创作于星期二