第2章-硼族元素ppt课件.ppt

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1、第2章硼族元素一、p区元素概述二、硼族元素p区元素为中期系中ⅢA－ⅧA元素。由于稀有气体已经讨论完毕，故本章只讨论ⅢA－ⅧA元素。一、p区元素概述p区元素通性⒈价层电子构型ns2np1－6,大多数有多种氧化态.如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。⒉金属性由上到下变化明显。除卤素和稀有气体外，p区各族元素都由明显的非金属起过渡到明显的金属止。3.电负性较大，易形成共价化合物。4.惰性电子对效应：同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。例如：Si(II)Pb(IV)价

2、电子结构分别为[Xe]6s2，[Xe]s轨道上的这一对电子不易失去，表现为惰性电子对效应。5.各族元素性质由上到下呈现二次周期性⑴第二周期元素具有反常性①因为只有2s,2p轨道，形成配合物时，配位数一般不超过4；②由于第二周期元素原子半径小，成键电子对相互斥力大，故单键键能小于第三周期元素单键键能。N-NO-OF-F△BHθm(kJ·mol-1)159142141P-PS-SCl-Cl△BHθm(kJ·mol-1)209264199⑵第四周期元素表现出异样性(d区开始插入,使p区元素的有效核从左到右电荷显著增加，原子半径显著减小，氧化态的氧化能力增强)。例如：溴酸、高

3、溴酸的氧化性均分别比其他卤酸(HClO3，HIO3)、高卤酸(HClO4，H5IO6)强。异样异样四周期K+Ca2+Ga3+Ge4+As5+r/pm13399625347五周期Rb+Sr2+In3+Sn4+Sb5+r/pm148113817162六周期Cs+Ba2+Tl3+Pb4+Bi5+r/pm169135958474⑶从上到下，最后三个元素，性质递变缓慢(d区、f区插入)；⑷五、六两周期元素性质相似（镧系收缩）。2.1硼族元素概述IIIABAlGaInTlns2np1B为非金属单质，Al、Ga、In、Tl是金属氧化态：B，Al，Ga（+3）In（+1，+3）T

4、l（+1）最大配位数B：4HBF4其他：6Na3AlF6特点：硼族元素缺电子性二、硼族元素2.2硼族元素的缺电子性最简单的硼烷是B2H62BH3(g)=B2H6(g)△H=－148kJ·mol-11.乙硼烷的成键特征及反应性要点：B的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。B2H62L均裂2BH3L异裂[BH2L2]++[BH4]-三中心两电子氢桥键B2H6+2NaH→2Na[BH4]B2H6+2:PF3→2H3B:PF3B2H6+2:CO→2H3B:COB2H6+2:NH3→[BH2(NH3)2]++[BH4]-B2H6+H2O=H3BO3+H2B2H6+O2=B2O3+H

5、2O△rH=-504.6kJ•mol-1Θ△rH=-2026kJ•mol-1Θ硼氢键B-H硼硼键B-B闭合的3中心-2电子硼桥键BBB开放的3中心-2电子硼桥键BBB硼烷中有五种键型氢桥键HBBB4H10分子结构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

6、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。小资料2.AlCl3的成键特征(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。AlCl3中铝为sp3杂化3.BX3的成键特征及路易斯酸性BF3(g)BCl3(l)BBr3(l)BI3(s)熔点(K)146166227316沸点(K)172285364483键长(pm)(实测)131174189210共价半径和(pm)153180195214键能(kJ·mol-1)6464443682

7、67BX3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∏46BF3+NH3=F3B:NH3BF3+HF=H+[BF4]-α-菱形硼2.3硼及其化合物1.硼单质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。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。2B＋3F2==2BF34B＋3O2==2B2O32B＋N2==2BN2B＋3Cl2==2BCl32B＋3S==B2S32B＋6H2O(g)