《第十二章氮族碳族和硼族元素重点一氨铵盐硝酸与亚》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二章氮族碳族和硼族元素重点一氨铵盐硝酸与亚（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章第十二章 氮族、碳族和硼族元素氮族、碳族和硼族元素 重点重点一一 氨、铵盐、硝酸与亚硝酸及其盐、氨、铵盐、硝酸与亚硝酸及其盐、磷酸及其盐、砷、锑、铋氧化物和磷酸及其盐、砷、锑、铋氧化物和水合物水合物二二 硅酸、碳酸盐、锡、铅氢氧化物硅酸、碳酸盐、锡、铅氢氧化物及其盐及其盐三三 乙硼烷、硼酸、硼砂、氢氧化铝乙硼烷、硼酸、硼砂、氢氧化铝及其盐及其盐 12.1 氮族元素氮族元素 N、P、As、Sb、Bi一一 概述概述 1 与社会、经济生活有着紧密联系与重要意义与社会、经济生活有着紧密联系与重要意义(1) N、P：动植物体内不可缺少的元素：动植物体内不可缺少的元素氮化物陶瓷材料、汽车防撞气囊、
2、保护氮化物陶瓷材料、汽车防撞气囊、保护气体、冷冻剂、合成氨气体、冷冻剂、合成氨(2) P：沙虫剂、烟幕弹、火柴：沙虫剂、烟幕弹、火柴(3) As、Sb、Bi：金属合金：金属合金(4) Bi：原子能反应堆中的冷却剂：原子能反应堆中的冷却剂 A N P As Sb Bi ns2np3 氮半径小，易形成双键、三键氮半径小，易形成双键、三键2 结构与性质结构与性质 (1)金属性与非金属性金属性与非金属性 N、P为为典典型型非非金金属属，As、Sb为为准准金金属属， Bi为金属元素为金属元素 NBi: 由由典典型型非非金金属属元元素素过过渡渡到到典典型型金金属元素的完整过渡属元素的完整过渡(2)氧化数氧
3、化数 -3，+1，+3，+5 与与A、A比比较较：形形成成正正氧氧化化数数化化合合物物的趋势较明显的趋势较明显(3)高低氧化数物质的稳定性规律：高低氧化数物质的稳定性规律： 3氧化数物质从上氧化数物质从上下，稳定性增强下，稳定性增强 5氧化数物质从上氧化数物质从上下，稳定性减弱下，稳定性减弱 原因：惰性电子对效应原因：惰性电子对效应(4) 主要化合物键型：主要化合物键型： 主要是共价结合主要是共价结合(ns2np3 ) 在在氧氧化化数数为为-3的的二二元元化化合合物物中中，只只有有活活 泼泼金金属属的的氮氮化化物物、磷磷化化物物是是离离子子型型，如如Mg3N2，Ca3P2等等(含含N3-和和P
4、3-离子离子) 正正价价离离子子中中：Sb、Bi与与F也也可可形形成成离离子子型化合物型化合物(5)N元素的特殊性元素的特殊性单质的极大稳定性单质的极大稳定性NH3氢键的存在氢键的存在 化合物性质递变的反常性等化合物性质递变的反常性等 （二）氨和铵盐（二）氨和铵盐 1、氨、氨 （1）制法：工业上直接）制法：工业上直接N2和和H2合成。合成。 N2+3H2 2 NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O （2）性质：物性：易液化，常温下加压（9.9atm）或常压下冷却至-33即液化。液氨也是一种良好的溶剂，能溶解碱金属和碱土金属，有微弱解离。2NH3（l）NH+NHK(
5、NH3,l)=10-30（-50）化性：加合反应：与H+加合：（a）与H2O中H+加合NH3+H2ONH3H2ONH+OH-K=1.810-5(b)与酸中H+加合，NH3+H+NH与金属离子加合形成配离子：Cu2+4NH3Cu(NH3)42+与一些分子加合:CuCl2+8NH3CaCl28NH3取代反应NH3分子中的H原子在一定条件下可依次取代，生成一系列氨的衍生物：氨基化物（NH2）,亚氨基化物（NH），氮化物（N）2Na+2NH32NaNH2+H2HgCl2+2NH3HgNH2Cl（氨基氯化汞）+NH4ClCOCl2（光气）+4NH3CO（NH2）2（尿素）+2NH4Cl氧化反应：NH3中
6、N处于氮的最低氧化数（-3），故有还原性，可被氧化。如NH3在纯氧中燃烧（在空气中不能燃烧）：4NH3+3O22N2+6H2O在有催化剂时4NH3+5O24NO+6H2O用于制HNO3NH3在空气中爆炸极限：体积分数为16%27%此外，与其他一些氧化剂及某些氧化物的氧化反应：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O3Cl2+2NH3N2+6HCl2、铵盐：铵盐在晶型、颜色，溶解度等方面与钾盐类似。r=143pm,r=133pm;r=537pm,r=530pm;物性：一般为无色晶体（阴离子为无色时），易溶于水。化性：（1）水解性：NH+H2ONH3+H+加碱则平衡右移，所以铵盐加碱受热时放出NH
7、3，可用于鉴定铵盐。（2）热稳定性：固体铵盐受热极易分解(a)挥发性酸组成的铵盐，一般分解为NH3和相应的酸:NH4HCO3NH3+CO2+H2O(NH4)2CO32NH3+CO2+H2O（b）非挥发性酸组成的铵盐，逸出NH3:(NH4)2SO4NH3+NH4HSO4(NH4)3PO43NH3+H3PO4（c）氧化性酸组成的铵盐，分解产物为N2或氮的氧化物。NH4NO3N2O+2H2ONH4NO3N2O+2H2O（三）氮的氧化物，含氧酸及其盐1、氧化物（简），有多种（1+5均有），其中以NO和NO2较重要。2、氮的含氧酸及其盐（1）亚硝酸及其盐（i）酸，制取等物质的量的NO、NO2混合溶入冰水
8、中，NO+NO2+H2O2HNO2亚硝酸盐的冷溶液加入H2SO4：Ba(NO2)2+H2SO4BaSO4+2HNO2性质：酸性，HNO2H+NO=7.210-4是弱酸，比HAc酸性稍强热稳定性：很低，仅存在于冷的稀溶液中浓缩或加热时即分解：2HNO2N2O3(兰)+H2ONO+NO2+H2O可用此反应鉴定NO。氧化还原性（ii）盐：制法：工业上用碱（NaOH或Na2CO3）液吸收NO和NO2的混合气体而得。或金属高温下还原固态硝酸盐，如Pb（粉）+KNO3KNO2+PbO性质：溶解性，除AgNO2（浅黄色）难溶外，一般易溶于水。热稳定性，比较稳定活泼金属（如IA、IIA）活泼性较差金属及重金属
9、（不活泼）前者，高温不分解，后者受热易分解：2AgNO2Ag2O+NO2+NOCu(NO2)2CuO+NO2+NO氧化还原性：即有氧化性又有还原性。酸性介质：E =+0.996V, E =+1.29V,E+0.94V;碱性介质：=0.46V,=-0.45V,=+0.01V,可见，HNO2及其盐在酸性介质中有较强氧化性，在碱性介质中可作还原剂，在酸性介质中作还原剂时必须氧化剂有强氧化性才可能。氧化性：2NO+2I-+4H+2NO+I2+2H2O（Fe2+Fe3+等）此反应可用于鉴定I-，和定量测定亚硝酸盐。还原性：2MnO +5NO +6H+2Mn2+5NO +3H2ONO是一种很好的配体。如用
10、Na3Co(NO2)6作鉴定试剂，鉴定K+，若溶液中有K+，会生成K2NaCo(NO2)6（金黄色）注意：亚硝酸盐均具有毒性，进入体内后易转化为致癌物质亚硝胺（有机胺）。（2）硝酸及其盐()制法：酸：工业上用氨氧化法制硝酸盐：用HNO3与相应金属或金属氧化物反应制得。（ii）硝酸和硝酸根的结构。（iii）酸的性质 无色液体，市售浓HNO3 6568%，1.4g.cm-3，约15mol.L-1，溶有过量NO2（1015%）的浓HNO3（含98%以上），称为发烟硝酸。（1）酸性：强酸HNO3H+NO（2）热稳定性：低4HNO34NO2+O2+2H2O（3）氧化性：具有强氧化性，能与许多单质和化合物
11、发生反应。归纳：（a）与非金属单质3C+4HNO33CO2+4NO+2H2OCCO2，PH3PO4I2HIO3等而HNO3本身一般还原为NO。（b）金属单质： 对浓HNO3，无论金属活泼与否，还原产物均为NO2,如Cu、Zn等。对稀HNO3，被不活泼金属（如Cu）还原为NO。对稀HNO3，被活泼金属（如Zn）还原为N2O。对很稀HNO3，被活泼金属（如Zn）还原为NH3，在过量酸中形成NH。（4）硝化作用，HNO3能与一些有机化合物发生硝化反应，硝基化合物一般为黄色。（）硝酸盐的性质（1）溶解性，均易溶于水。（2）热稳定性，常温下稳定，高温下固体硝酸盐分解，除NH4NO3外硝酸盐的分解情况分三
12、种。（a）最活泼金属（主要指比Mg活泼或金属和碱土金属）的硝酸盐分解为亚硝酸盐和O2。2NaNO32NaNO2+O2（b）活泼性较小的金属（活泼性在MgCu间），分解为金属氧化物，NO2、O2。2Pb(NO3)22PbO+4NO2+O2 (C)活泼性更小的金属（活泼性比Cu差），分解得单质，NO2、O2。AgNO32Ag+2NO2+O22Ag2OAg+O2若低于300，则为Ag2O（3）氧化还原性在水溶液中（pH7）一般无氧化性，较弱，在酸性介质中会表现出氧化性。如：3Fe2+NO+H+3Fe3+NO+2H2OFe(H2O)62+NOFe(NO)(H2O)52+H2O(棕色)此反应可用于鉴定N
13、O。NO有此类似反应，NO在HAc溶液中即可生成Fe(NO)(H2O)5SO4。使溶液呈棕色，可见NO会干扰NO的鉴定，此时，可先加入NH4Cl与溶液共热，以破坏NO。（四）磷及其重要化合物1、磷的单质磷有多种同素异形体，白磷（或黄磷），红磷，黑磷，常见的是白磷和红磷。制取2Cu3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+10CO+P4白磷很活泼，在空气中自燃，活泼性强的原因：P4具有四面体，以p轨道成键，键角60度，张力很大，键能变小，79kJmol-1,易断键。2、氧化物P2O3P4O6P2O5P4O10白色雪花状晶体，强吸水性，是很好干燥剂。3、磷的含氧酸及其盐正磷酸及其盐H3PO
14、4的结构，P取sp3杂化，PO4形成四面体，有一个（pd）键。H3PO4制法：工业上通常用76%左右的H2SO4分解磷灰石制得：Ca3(PO4)2+H2SO42H3PO4+3CaSO4性质：纯H3PO4是无色晶体，（熔点42.35）市售H3PO4为粘稠状浓溶液，含H3PO4约83%，密度为1.6g/cm3，相当于14molL-1。H3PO4是一种无氧化性，不挥发的中强三元酸。=7.110-3，=6.310-8，=4.810-13特性：H3PO4有很强的配位能力，能与许多金属离子形成化合物。H3PO4变热会发生缩合作用，形成多种缩合酸。磷酸盐H3PO4可形成三种盐：.溶解性：正盐：除了K+、Na
15、+、NH4+盐外，一般不溶于水。酸式盐：一氢盐除了K+、Na+、NH4+盐外，一般不溶于水。二氢盐均溶于水。b.水解性：可溶性磷酸盐在水中发生不同程度水解。二氢盐溶液显弱酸性：（0.1mol.L-1，pH=4.6）H2POH+HPO（主要）（K=10-8）H2PO+H2OH3PO4+OH-（次要）一氢盐溶液显弱碱性（0.1mol.L-1，pH=89）HPOH+PO（次要）（K=10-13）HPO+H2OH2PO+OH-（主要）正盐溶液为强碱性，（0.1mol.L-1，pH13）PO+H2OHPO+OH-PO离子的鉴定：PO+12MoO+24H+2NH（NH4）3PO412MoO36H2O+6H
16、2O（黄色）“普钙”Ca3(PO4)2+2H2SO4+4H2O2CaSO42H2O+Ca(H2PO4)2“重过磷酸钙（重钙）”Ca5F(PO4)3+7H3PO4+5H2O5Ca(H2PO4)2H2O+HF（五）砷、锑、铋的重要化合物（单质自学）1、氧化物及其水合物（1）溶解性氧化物中As2O3微溶于水，热水中溶解度增大，其余均难溶于水。氢氧化物中H3AsO3、H3AsO4溶于水，其余难溶。H3AsO3H3AsO4，无色水溶液。Sb(OH)3Bi(OH)3白色沉淀HSb(OH)6(浅黄色沉淀)（2）酸碱性H3AsO3弱酸性=5.910-10H3AsO4中强酸=6.010-3（3）氧化还原性（含含
17、氧酸盐）As(III)Sb(III)Bi(III)化合物还原性减弱As(V)Sb(V)Bi(V)化合物氧化性增强砷酸盐，铋酸盐在强酸性溶液中才显示明显的氧化性。如pH1，则上述反应逆转，表明As(III)较强的还原性。pH9，下面反应明显进行，I2+AsO+2OH-AsO+2I-+H2O(pH=1时，E=0.56-0.0592=+0.5008V)铋酸盐在酸性溶液中是很强氧化剂，=+1.80V2Mn2+5NaBiO3+14H+2MnO+5Bi3+5Na+7H2O2、砷、锑、铋的盐两种形式的盐阳离子形式：M3+、M5+盐阴离子形式：MO、MO盐金属性强的元素易形成阳离子盐；非金属性强的元素易形成阴
18、离子盐（含氧酸盐）。M(III)As主要形成AsO盐；Sb主要形成SbO盐Bi主要形成Bi3+盐M(V)As主要是MO盐少数卤化物及硫化物形成As5+Sb主要是MO盐少数卤化物及硫化物形成Sb5+BiMO盐，无Bi5+盐。重要的盐：（1）M（III）的氯化物、硝酸盐：极易水解AsCl3+3H2OH3AsO3+3HClSbCl3+H2OSbOCl+2HClSiCl3+H2OBiOCl+2HCl配制时，要加酸抑制水解硝酸盐也发生此类型水解反应SbONO3BiONO3(3)硫化物及硫代酸盐制取：向As、Sb的M3+、M5+盐溶液或酸化后的MO,MO溶液中通入H2S，得相应硫化物As2S3（黄）Sb2
19、S3（橙红）Bi2S3（黑色）As2S5（黄）Sb2S5（橙红）如AsO+6H+3H2SAs2S3+6H2O硫化物具有酸碱性。As、Sb的氧化物能溶于强碱液生成相应含氧酸盐：M2O3+6OH-2MO+3H2O（M=As、Sb）类似：溶于强碱：As2S3+6OH-AsO+AsS+3H2O还能溶于碱性硫化物或（NH4）2S：As2S3+3S2-2AsSSb2S3+3S2-2SbSAs2S5+3S2-2AsSAs2S5+3S2-2AsS硫代酸盐在碱溶液中稳定，加酸则生成不稳定的硫代酸，进一步分解，重新生成硫化物沉淀：2AsS+6H+2H3AsS3As2S3+3H2S2AsS+6H+2H3AsS5As
20、2S5+3H2S在分析中常利用硫代酸盐的形成和分解，进行As、Sb与其它金属硫化物分离。基本要求：基本要求：1、掌握氨、亚硝酸，硝酸，正磷酸及它们盐的性质；砷、锑、铋氧化物及其水合物的性质（酸碱性和氧化还原性）和递变规律。2、了解氯化物的水解性，硫化物和硫代硫酸盐的性质。了解HNO3，NO的结构。12.2 碳族碳族 一一 概述概述(一一)与生命、社会与经济的联系与生命、社会与经济的联系1 C：地球上化合物种类最多的元素之一：地球上化合物种类最多的元素之一一一 概述概述(一一)与生命、社会与经济的联系与生命、社会与经济的联系1 C：地球上化合物种类最多的元素之一：地球上化合物种类最多的元素之一一
21、一 概述概述 价价层层结结构构ns2np2，氧氧化化值值有有+2、+4，由由于于 惰惰 性性 电电 子子 对对 效效 应应 明明 显显 ， Ge、 Sn的的M（II）有有较较强强还还原原性性，Pb（IV）化化合合物物有较强氧化性，易被还原为有较强氧化性，易被还原为 Pb（II）. (一一)碳及其重要化合物碳及其重要化合物 1、碳碳的的单单质质 主主要要同同素素异异形形体体是是金金刚刚石石，石墨和富勒烯石墨和富勒烯 2、碳酸盐的性质：（1）溶解性：正盐：除NH4+和碱金属中Na、K、Rb、Cs的碳酸盐外，多数难溶于水。酸式盐：大多易溶于水。规律：难溶正盐，对应酸式盐溶解度大，如CaCO3+CO2
22、+H2OCa(HCO3)2易溶正盐，对应酸式盐溶解度小，如浓碳酸纳溶液中通入CO2至饱和，析出NaHCO3。2Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3（2）水解性活泼金属碳酸盐水解显碱性如CO+H2OHCO+OH-活泼金属酸式盐水解显弱碱性如HCO+H2OH2CO3+OH-故碳酸盐可当碱使用，如无水碳酸钠叫纯碱Na2CO310H2O叫洗涤碱。由于可溶性碳酸盐水溶液中有OH-和CO,所以即可作碱又可作沉淀剂，用于分离溶液中的某些金属离子。金属离子与可溶性碳酸盐的作用，有以下三种沉淀形式：若金属（如Al(III)、Fe（III）、Cr(III)）氢氧化物的溶解度小于相应的碳酸盐，则形成氢氧化物沉
23、淀：如Al3+3CO+H2O2Al(OH)3+3CO2若金属（如Bi(III)、Cu(II)、Mg（II）、Pb(II)）等氢氧化物与碳酸盐溶解度差不多，则形成碱式盐沉淀如2Cu2+3CO+H2OCu2(OH)2CO3+CO2 若金属（如Cu、Sr、Ba、Ag(I)、Cd（II）、Mn(II)）等氢氧化物溶解度大于相应碳酸盐，则形成碳酸盐沉淀，如Ba2+3COBaCO3（3）热稳定性：不同碳酸盐分解温度相差很大，若金属离子极化力越强，其碳酸盐稳定性越差。一般规律：碱金属盐碱土金属盐过渡金属盐铵盐碳酸盐碳酸氢盐碳酸（二）硅及其重要化合物1、二氧化硅，硅酸和硅胶SiO2称硅石，自然界中有晶体和无定
24、形体两种，无定形体如硅藻土，石英是最常见的SiO2晶体。石英为原子晶体，熔点1600，熔融态时若急剧冷却，形成石英玻璃，有许多特殊性能。SiO2一般不与酸反应，但能与氢氟酸反应SiO2+4HFSiF4+2H2OSiO2与NaOH或纯碱共熔可制硅酸钠：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OSiO2+2Na2CO3Na2SiO3+CO2硅酸组成（常以xSiO2yH2O表示）其中x2的硅酸称为多硅酸，常以H2SiO3简式代表硅酸。性质：二元弱酸制备SiO+2H+H2SiO3H2SiO3刚生成时形成可溶于水的单硅酸。然后，单硅酸逐步缩合成硅酸溶胶（微粒在1.0100nm）。若在稀的硅酸溶胶中加入电
25、解质或者在适当浓度硅酸盐溶液中加酸，则生成硅酸胶状沉淀（凝胶）2、硅酸盐制备：SiO2与不同比例碱性氧化物共熔溶解性：碱金属的硅酸盐可溶：重金属的硅酸盐难溶且有特征颜色。基本结构单元都是SiO4四面体。（三）锡、铅的重要化合物1、氧化物和氢氧化物两类+2MOM(OH)2+4MO2M(OH）4（1）组成及颜色（2）溶解性，均难溶于水（3）酸碱性。+2SnO(黑色)PbO（黄色或黄红色）Sn(OH)2（白色）Pb(OH)2（白色）两性偏碱两性偏碱+4SnO2（白色）PbO2（棕黑色）Sn(OH)4（白色）Pb(OH)4（棕色）两性偏酸两性偏酸难溶氢氧化物（氧化物不溶于水，不能直接用氧化物制取时），
26、可用对应可溶性盐加碱办法制取。Sn2+2OH-Sn(OH)2Pb2+2OH-Pb(OH)2具有两性H+Sn2+Sn(OH)2OH-Sn(OH)42-H+Pb2+Pb(OH)2OH-Pb(OH)42-鲜红色Pb3O4（铅丹）2PbOPbO2或Pb2PbO4,化学性质稳定，作防锈漆。橙色Pb2O3PbOPbO2或PbPbO3有两种氧化数Pb的存在Pb3O4+4HNO32Pb(NO3)2+PbO2+2H2OPb2O3+2HNO3Pb(NO3)2+PbO2+H2OSn(IV) Sn(OH)4 (正锡酸)，它易失水成偏锡酸H2SnO3。H2SnO3有H2SnO3：（Na2SnO3+适量HCl）制得，可溶
27、于浓HCI和强碱;H2SnO3：（Sn+浓HNO3）制得，难溶于水，成白色粉末。2、盐类（1）Sn(II)的还原性和Pb（）的氧化性从元素电势图可见：Sn的高氧化数较稳定所以Sn(II)呈还原性Pb的低氧化数较稳定，所以Pb()呈氧化性Sn(II)在酸性及碱性介质中都有还原性，碱性中更强。酸性：Sn2+O2（空气）+4H+2Sn4+2H2O2HgCl2+SCl2Hg2Cl2(II)+SnCl4Hg2Cl2+SnCl22Hg2(灰黑)+SnCi4碱性：2Bi3+6OH-+3Sn(OH)42-2Bi(黑)+3Sn(OH)62-PbO2在酸性介质中具有强氧化性举例：PbO2+4HCl(浓)PbCl2
28、+Cl2+2H2OPbCI2+2HCl(浓)H2PbCl42Mn2+5PbO2+4H+2MnO+5Pb2+2H2O（2）水解性阳离子盐M2+、M4+及阴离子盐MO、MO均会发生水解SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HClSn(OH)42-+2H2OSn(OH)2+2OH-+2H2OSnO22-+2H2OSn(OH)2+2OH-配制SnCl2先把SnCl2固体溶于浓HCl中，完全溶解后再加水稀释至所需浓度。Sn2+易被空气氧化2Sn2+O2+4H+2Sn4+2H2O配SnCl2溶液时还需要一些锡粒Sn4+Sn2Sn2+SnCl4是无色液体，遇水强烈水解，在潮湿空气中冒白烟。Pb(II)也会水解
29、（3）铅盐的难溶性绝大多数铅盐难溶于水。卤化铅中PbI2（金黄色）溶解度最小，它可溶于沸水或碘化物中生成PbI42。PbCl2难溶于冷水，易溶于热水，浓HCl中因生成PbCl42-而溶解。PbSO4难溶于水，但易溶于浓H2SO4和饱和NH4OAc溶解中：PbSO4+H2SO4(浓)Pb(HSO4)2PbSO4+2OAc-Pb(OAc)2+SO42- PbCO3易 水 解 ， 在 铅 盐 溶 液 中 加 入 Na2CO3溶 液 得Pb2(OH)2CO3沉淀。2Pb2+2CO32-+H2OPb2(OH)2CO3+CO2Pb2(OH)2CO3俗称铅白。PbCrO4为黄色，俗称铬黄Pb2+CrO42-
30、PbCrO4(黄)常用的可溶性铅盐是Pb(NO3)2和Pb(OAc)2，铅盐有毒3.硫化物两类：+2SnS(棕)PbS(黑)+4SnS2(黄)PbS2(不存在)均难溶于水，H2S作用于相应的盐溶液得到：MS类型偏碱性，MS2偏酸性。SnS2+S2-SnS易溶解。SnS在酸中不稳定SnS+2H+SnS2（黄）+H2SPbS偏碱性PbS+4HCl(浓)PbCl42-+H2S+2H+3PbS+8H+2NO3Pb2+3S+2NO+4H2OSnS可溶于Na2S2中SnS+Na2S2Na2SnS3三、硼族元素B、Al、Ga、In、Tl（一）概述ns2np1除B外均为金属元素氧化数：1、+3，从GaTl由于
31、惰性电子对效应+3化合物稳定性降低，Tl3+有强氧化性，易转为Tl+的化合物。化合物键型：B由于原子半径小，电负性大，其化合物场均为共价型。其余多为离子型。硼族元素原子的价电子数（3）价层轨道数（4或9），这种原子称为缺电子原子。缺电子原子可形成缺电子化合物，如BF3、AlCl3等，缺电子化合物因有空的价层轨道能接受电子对，故易形成聚合分子(Al2Cl6)和配合物（HBF4）。（二）硼的氢化物1、乙硼烷B是缺电子原子，B2H6中B不能与C一样形成C2H6的正常共价健结合，结构实验证明B2H6具有桥式结构。HHBBHHH价键：两个BB氢桥键，叫三中心二电子键（简称三中心键）简写为“3c-2e”键
32、。三中心键是多中心键。多中心键是指3个或3个以上原子间结合所形成的共价键，它是一种非定域键，多中心键是缺电子原子的一种特殊成键形式。多中心键的强度只有一般共价键的一半，故硼烷性质比烷烃活泼。空间构型：B原子取sp3杂化，4个氢原子和两个B原子处于同一平面，两个氢桥键垂直于此平面，是一个立体结构。2、硼烷的性质：物性：含B原子数较小的硼烷，常温下为气体，如B2H6和B4H10。含B原子数较多的硼烷，常温下为液体，如B5H9。含B原子数等于或大于10的硼烷，常温下为固体，如B10H14及其它高硼烷。（1）B2H6在空气中能自燃，放出大量热B2H6（g）+3O2（g）B2O3(s)+3H2O(g)=
33、2033.79kJ.mol-1（2）硼烷遇水发生水解作用：B2H6(g)+6H2O(l)2H3BO3（aq）+6H2=2033.79kJ.mol-1也放出大量热。（3）硼烷与具有孤电子对的分子发生加合作用，如：B2H6+2CO2H3BCOB2H6+2NH32H3BNH3（三）硼酸及其盐硼的含氧酸包括偏硼酸（HBO2）,正硼酸（H3BO3）和多硼酸（xB2O3yH2O）等。H3BO3结构：晶体结构单位是B（OH）3,呈现平面三角形，B原子取sp2杂化，然后硼酸分子间以氢键互相连接成层状结构，层与层间借分子间力联系在一起，因此硼酸外观呈现片状，可作润滑剂。性质：（1）溶解性：H3BO3微溶于冷水，
34、热水中加大，因氢键被破坏。（2）酸性：酸性表现是由于H3BO3中B原子为缺电子原子，价层具有空轨道，接受水解离出的具有孤电子对的OH-，游离出H+，而显酸性。H3BO3+H2OB(OH)4-+H+K=5.810-10（3）热稳定性：受热会失去水H3BO3HBO2B2O32、硼酸盐硼砂，化学式为：Na2B4O5(OH)48H2O习惯上把它写成Na2B4O710H2O。硼砂的性质：物性：溶解性，无色透明晶体，易溶于水（溶解度很大），在空气中风化（失去水）。化性：受热脱水硼砂珠试验Na2B4O7+CoOCo(BO2)2NaBO2(兰)Na2B4O7+MnOMn(BO2)22NaBO2(绿)水解性：B
35、4O72-+7H2O4H3BO3+2OH-呈碱性(B4O72-+7H2O2B(OH)4-+2H3BO3)可溶性偏硼酸盐水解：4BO2-+H2O=B4O72-+2OH-Na2B4O7+H2SO4+5H2O4H3BO3+Na2SO4（四）氧化铝和氢氧化铝1、氧化铝Al2O3主要有两种变体，-Al2O3和-Al2O3（金属铝表面的氧化铝膜是另一种变体）。-Al2O3 （刚玉），-Al2O3化学性质稳定，不溶于酸，可溶于熔融态碱，转为铝酸盐，可与K2S2O7（s）熔融制得硫酸铝。-Al2O3硬度小，质轻，不溶于水，但可溶于酸和碱，具两性特征，由于它具有很大的表面积。2、氢氧化铝性质：Al(OH)3难溶
36、于水，是典型的两性氢氧化物之一。H+Al3+Al(OH)3OH-Al(OH)4-不是NaAlO2或Na3AlO3固态NaAlO2要用Al2O3与强碱共熔而得：Al2O3(s)+2NaOH(s)2NaAlO2(s)+H2O(g)（五）铝盐1、三氯化铝制法:干法：2Al+3Cl22AlCl3可制得无水盐（或Al2O3+3C+3Cl22HCl3+3CO）性质：（1）共价分子不仅溶于水也溶于几乎所有的有机溶剂；（2）AlCl3在水中强烈水解，甚至空气中遇水会强烈冒烟。常温下纯AlCl3为无色晶体，加热到180时升华，在400时气态AlCl3具有双聚分子缔合结构。其中有两个3c-4e键（椅式结构），在8
37、00时双原子分子即完全分解为单分子2、硫酸铝制法：2Al(OH)3H2SO4(浓)Al2(SO4)3+6H2OAl2O3+H2SO4Al2(SO4)3+3H2O性 质 ： 物 理 ： 无 水 Al2(SO4)3为 白 色 粉 末 ，Al2(SO4)318H2O为无色针状晶体，易溶于水。化性：（1）水解性Al(H2O)63+H2OAl(OH)(H2O)52+H3O+简为：Al3+H2OAl(OH)2+H+溶液显酸性进一步水解则形成Al(OH)3(H2O)6，简写为Al(OH)3弱酸铝盐完全水解：2Al3+3S2-+6H2O=2Al(H2O)3+3H2S2Al3+3CO32-+3H2O=2Al(H
38、2O)3+CO2四、对角关系对比周期系中元素及相应化合物的性质，发现有些元素及相应化合物的性质常与它右下方相邻的另一元素及相应化合物的性质相似，这种关系称对角关系。最明显的是周期系第二、三周期中的三对元素：LiBeBCNaMgAlSi1、Li-Mg的相似性（1）单质在过量氧气中燃烧时，均只生成正常氧化物。（2）氢氧化物均为中强碱，且在水中难溶。（3）氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶；（4）氯化物都能溶于有机溶剂（如乙醇）中；（5）碳酸盐受热时，均能分解为相应的氧化物。2、Be-Al的相似性（1）单质均为活泼金属，其E相近，（2）单质均为两性金属，即能溶于酸也能溶于强碱。（3）单质都被冷浓HNO3钝化。（4）氯化物均为双聚物，显共价性，可升华，且溶于有机溶剂。（5）碳化物属于同一类型，水解后产生甲烷Be2C+H2O2Be(OH)2+CH4 解释：处于对角的三对元素性质上的相似性是由于它们的离子极化力相近缘故（从LiMg或BeAl，或BSi，电荷增多，极化力增强，但半径增大，使极化力减弱，两种相反作用抵消，使极化力接近，相质相似）。基本要求：基本要求： 1、掌握锡、铅氢氧化物的酸碱性；Sn(II)的还原性；Pb()的氧化性；了解碳酸盐的性质，硅酸的性质，硅酸盐晶体结构基本单元。 2、掌握正硼酸及四硼酸盐的性质；了解乙硼烷的结构和性质，氢氧化铝及其盐的性质。 3、熟悉周期系中的对角关系。
