无机化学第二版课件 教学课件 ppt 作者 古国榜 李朴 主编 华南理工大学无机化学教研室 编 中篇 元素化学第12章 硼族元素
第12章 硼族元素,硼族元素的通性,铝及其化合物,硼,化学工业出版社,12.1 硼族元素的通性,12.2 硼,单质硼,硼的卤化物,硼的含氧化合物,硼的氢化物硼烷,硼和硅的相似性,12.2.1 单质硼,-菱形硼（B12） 原子晶体,晶态硼有多种变体,B12二十面体的连接方式不同，键不同，形成的硼晶体类型也不同,硼单质的性质,4B +3O22B2O3,(1) 在赤热下，与水蒸气作用生成硼酸和氢气：,2B+6H2O(g) 2B(OH)3+3H2,(2) 与非金属作用 高温下能与N2 、 O2 、 S、X2等单质反应,(3)与强碱作用,2B+2NaOH+3KNO32NaBO2+3KNO2+H2O,(4)与酸作用,2B+3H2SO4(浓) 2B(OH)3+3SO2,B+3HNO3(浓) B(OH)3+ 3NO2,B不与盐酸作用，但与热浓H2SO4，热浓HNO3反应,制备：在乙醚或二甲基醚溶剂中，,3LiAlH4 + 4BF3 2B2H6 +3LiF+3AlF3,或 2BMn +6HB2H6 2Mn3 2BCl3 + 3H2 B2H6 6HCl,12.2.2 硼的氢化物硼烷,B2H6的结构,B:2s22p1,有两个三中心二电子键 (3C-2e，BH桥键),(2) 自燃,可做高能燃料,(3) 水解,B2H6+6H2O2H3BO3+6H2,B2H6+O2 B2O3+3H2O,(1) 剧毒,rHm = -2166kJ·mol-1,rHm = -509.3kJ·mol-1,硼烷的性质,BX3结构,B：sp2杂化,BX3都是共价化合物，其蒸气分子均为单分子,12.2.3 硼的卤化物,BX3的水解：,BF3水解的特殊性.,原因:,BX3+3H2OH3BO3+3HX (X=Cl,Br,I),4BF3+3H2OH3BO3+3HBF4,BF3+HF HFBF3,HBF4不是缺电子化合物,12.2.4 硼的含氧化合物,三氧化二硼 B2O3,B：sp2杂化,B2O3为硼酸的酸酐,B：sp2杂化,硼酸,(1) 硼酸的水溶性,(2) 硼酸受热易分解,硼酸为固体酸。 缔合结构使它在冷水中的溶解度很小， 但加热时部分氢键断裂，溶解度增大。,(3) 硼酸的酸性,B(HO)3+H2OB(OH)4-+H+,正硼酸H3BO3一元弱酸,在加入多羟基化合物后， H3BO3的酸性大大增强，所生成的配合物表现出一元强酸的性质，可以用强碱来滴定H3BO3的含量。,硼酸盐,硼砂的性质,(1)水解呈碱性,构成缓冲溶液 pH=9.24 (20 ),(2) 与酸反应制H3BO3,(3) 脱水,Na2B4O7 + H2SO4+5H2O 4H3BO3 +Na2SO4,(4) 硼砂珠实验,Na2B4O7 CoO 2NaBO2 ·Co(BO2 )2 (蓝色),Na2B4O7 NiO 2NaBO2 ·Ni(BO2 )2 (棕色),Na2B4O7 MnO 2NaBO2 ·Mn(BO2 )2 (绿色),12.2.5 硼和硅的相似性,12.3 铝及其化合物,铝的单质,铝的重要化合物,12.3.1 铝的单质,工业制备铝： （1）从矿石中提取和纯制氧化铝，并脱水。 在加压下，用NaOH溶解铝土矿(Al2O3) Al2O3+2NaOH+3H2O2NaAl(OH)4 经沉降、过滤后，滤液中通入CO2 2NaAl(OH)4+2CO22Al(OH)3+2NaHCO3 过滤、洗涤、干燥、灼烧得Al2O3 2Al(OH)3Al2O3+3H2O （2）电解溶解在熔融的冰晶石中的Al2O3。 熔融电解质：冰晶石+ Al2O3 +CaF2（960970） 阴极熔融铝 4Al3+12e4Al 阳极石墨 6O2- -12e3O2,氧化铝,12.3.2 铝的重要化合物,氢氧化铝,卤化铝,AlCl3,干法制备AlCl3,Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO,2Al+3Cl22AlCl3,2Al+6HCl(g) 2AlCl3+3H2,Al：sp3杂化,在一个二聚的Al2Cl6分子中 存在两个 AlClAl 桥键,Al2Cl6,性质,制备,2Al(OH)3+3H2SO4 Al2(SO4)3+6H2O,Al2O3+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2O,硫酸铝Al2(SO4)3,
