当前位置: 首页 > >

优选教育高中化学竞赛无机化学第章硼族元素(共页).ppt

发布时间:

第2章 硼族元素 2.1 IIIA B Al Ga In Tl ns2np1 概述 B为非金属单质, Al、Ga、In、Tl是金属 氧化态:B,Al,Ga(+3 ) In (+1,+3) Tl (+1) 最大配位数 B: 4 HBF4 其他: 6 Na3AlF6 特点:硼族元素缺电子性 2.2 硼族元素的缺电子性 1. 乙硼烷的成键特征及反应性 最简单的硼烷是B2H6 2BH3(g)=B2H6(g) △H=-148kJ·mol-1 点击 观看 动画 三中心 两电子 氢桥键 B2H6 2L 均裂 2BH3L 异裂 [BH2L2]++[BH4]- B2H6+2NaH→2Na[BH4] B2H6+2:PF3→2H3B:PF3 B2H6+2:CO→2H3B:CO B2H6+2:NH3→[BH2(NH3)2]++[BH4]- B2H6+H2O=H3BO3+H2 △rHΘ = -504.6kJ?mol-1 B2H6+O2=B2O3+H2O △rHΘ = -2026kJ?mol-1 硼氢键 硼硼键 氢桥键 B-H 硼烷中有 B-B 五种键型 H BB 开放的3中心-2电子硼桥键 B BB 闭合的3中心-2电子硼桥键 B BB B4H10分子结构 小资料 利普斯科姆是美国哈佛大学的无机化学教授。 他的最大成功之处是阐明了一系列硼氢化合物 的分子结构及成键情况。 利普斯科姆于1954年通过实验和理论计算对硼氢化合物的 结构化学给出了满意的答案,把上述只靠两个电子和三个原子 形成的键称为“三中心二电子键”,并指出这是缺电子分子的 一种特殊成键形式,进而对一系列高级硼氢化合物的结构进行 了说明。 由于他的理论和实验研究的成功,利普斯科姆于1976年获 诺贝尔化学奖,并在后来的二十年期间给硼化学的发展带来了 重大的影响,从而开创了硼化学这一新领域。 2. AlCl3的成键特征 AlCl3中铝为sp3杂化 (GaCl3)2 (InCl3)2 (AlBr3)2 (AlI3)2 (GaBr3)2 除B的卤化物及ⅢA的氟化物以外,均为二聚形式。 3. BX3的成键特征及路易斯酸性 熔点(K) BF3 (g) 146 沸点(K) 172 键长(pm)(实测) 131 共价半径和(pm) 153 键能(kJ·mol-1) 646 BCl3 (l) 166 285 174 180 444 BBr3(l) 227 BI3(s) 316 364 483 189 210 195 214 368 267 BX3是以形成大∏键来满足 对电子的要求 由于有空轨道,可接受外来 电子,均为路易斯酸 ∏46 BF3+NH3=F3B:NH3 BF3+ HF =H+[BF4]- 2.3 硼及其化合物 1.硼单质 单质硼有多种同素异形体, 基本结构单元为B12二十面体。 二十面体连接的方式不同导致至 少三种晶体。 无定形硼可用于生产硼钢。 硼钢主要用于制造喷气发动机和 核反应堆的控制棒。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。 α-菱形硼 2 B + 3F2 == 2 BF3 4 B + 3O2 == 2 B2O3 2 B + N2 == 2 BN 2 B + 3 Cl2 == 2 BCl3 2 B + 3 S == B2S3 2 B + 6 H2O(g) == 2 B(OH)3 + 3 H2↑ B + 3 HNO3(浓) == B(OH)3 + 3 NO2↑ 2 B + 3 H2SO4 (浓) == 2 B(OH)3 + 3SO2↑ 2B + 2NaOH+3KNO3 === 2NaBO2+3KNO2+H2O 2. 硼酸 B:sp2杂化;存在分子间氢键; 层与层之间的分子作用力结合。 点击观看动画 H3BO3是路易斯酸,是一元酸 酸性很弱,Ka=5.8×10-10加入多羟基 化合物可增加酸性。 2 双烷氧基硼阴离子 H2SO4 H3BO3+3CH3OH== B(OCH3)3+3H2O ?燃烧绿色火焰 ?鉴别硼酸及盐 3. 硼砂 (Na2B4O7·10H2O) [B4O5(OH)4]2B: sp2杂化 sp3杂化 Na2B4O5(OH)4·8H2O 硼砂珠实验 冷却后为 蓝宝石色 硼砂珠实验: △ Na2B4O7 ==B2O3+2NaBO2 +) CoO +B2O3 ==Co (BO2)2 Na2B4O7+CoO=2NaBO2·Co(BO2) 2 Cr2O3为绿色 Fe2O3为黄色 除氧化物 定性分析 陶瓷、玻璃上釉 制造人造宝石 Na2B4O7+7H2O = 4H3BO3+2NaOH H3BO3+OH-=B(OH)4pH=9.24 缓冲溶液 洗衣粉填料 硼酸盐的种类很多,结构也很复杂,但都是由 最基本的结构单元 —— 三角形的 BO3 和四面体的 BO4 连接而成的。 (a) 化学键 (b) 三角形和四面体的轮廓线 2.4 硼氮化合物 1.(BN)n B2O3 + NH3 = BN + H2O 立方氮化硼与金刚石类似,耐高温、耐腐蚀、特硬、绝缘。 金刚石 立方氮化硼 石墨和六方氮化硼均为层状结构,两种物质均 具有油腻感并用作润滑剂,但石墨是电的良导体而 后者是绝缘体。 石墨 六方氮化硼 2.无机苯: B3N3H6 无机苯(硼氮苯)的电子结构和几何形状都与苯相似 3NH4Cl + 3BCl3 △==C=6H=5C=l= H3N3B3Cl3 + 9HCl 3LiBH4 + H3N3B3Cl3 THF ==== B3N3H6 + 3/2 B2H6+3LiCl B3N3H6 2.5 Ga、In、Tl 简介 GaCl2 InCl2 反磁 Ga+[Ga+3Cl4] || 4s2 4s04p0 Tl+类似于K+与Ag+ TlAl(SO4)2·12H2O TlI黄



友情链接: 时尚网 总结汇报 幼儿教育 小学教育 初中学习资料网