1、硼 族 元 素,第1节 硼单质及其化合物,一、硼单质,1、硼的同素异形体,12 BI3 B12(C) + 18 I2(g) 8001100,菱形硼制备,2、-菱形硼的结构,晶体硼单质的基本结构单元为二十个三角形围成的正二十面体 ， 12个硼原子占据着二十个三角形相交而成的12个顶点 ， 这种基本结构单元我们称为B12,多面体顶角规则：由n个顶角形成的多面体中成键轨道为n+1个 ， 可容纳电子数为2n+2,B12 单元内部成键 ： 多面体顶点数n 12 成键轨道数 n+1 13 成键电子数2n+2 26,与外部B12 成键： （1）腰部： 6个B原子（编号1、2、7、12、10、4）与同一平面内相邻的另6个 。

2、B12共形成6个3c-2e键 ， 用去62/3e = 4e。
（2）顶部和底部： 顶部（编号：3、8、9）和底部（编号5、6、11）各3个B原子与上一层3个B原子或下一层3个B原子共形成6个正常B-B 2C-2e键 ， 共用去6（2/2）e = 6e。
与外部B12 成键共用去4e + 6e = 10 e,3、单质硼的化学性质,2 B 3 F2 = 2 BF3 4 B 3 O2 = 2 B2O3 2 B 6 H2O(g) = 2 B(OH)3 3 H2 2 B N2 = 2 BN 2 B 3 Cl2 = 2 BCl3 2 B 3 S = B2S3 B 3 HNO3(浓) = B(OH)3 3 NO 。

3、2 2 B 3 H2SO4 (浓) = 2 B(OH)3 3 SO2,二、硼的氢化物（B2H6,1、乙硼烷的结构,最简单的硼烷是 B2H6 ， BH3之所以不存在是由于B的价轨道没有被充分利用 ， 且配位数未达到饱和 ， 又不能形成稳定的sp2杂化态的离域键 ， 所以： 2 BH3(g) B2H6(g) rH -148 kJmol-1 rGm,298 = 127 kJmol1,而BF3之所以存在 ， 是因为 的存在,1960年代初由Lipscomb解决 。
价电子数：32 + 16 = 12,若 H H H B B H H H 则2个BH3之间不结合 ， 且每个B成键后仅6e,B2H6分子存在“多中心缺电子键” ， 即3c 。

4、-2e bond,Lipscomb（李普斯昆）硼烷成键五要素 1960年代初 ， Harvard University的William N. Lipscomb提出 ， 1976年获Nobel Prize in Chemistry,2、乙硼烷的性质,自燃,高能燃料 ， 剧毒,水解,含硼化合物燃烧 火焰呈现绿色,加合反应,被氯氯化,三、硼的氧化物,1、三氧化二硼 B2O3,制备,原子晶体：熔点460C 无定形体：软化,结构,性质,偏硼酸,原)硼酸,xB2O3yH2O 多硼酸,2、硼酸 H3BO3,B：sp2杂化,硼酸具有片层状结构 ， 层与层之间以分子间力联系在一起 。
因此硼酸晶体有解离性 ， 可作为润滑剂,一元弱酸。

5、(固体酸,与多羟基化合物加合,受热易分解,5.810-10,弱酸的强化,它的酸性可因加入甘露醇或甘油（丙三醇）而大为增强 ， 例如硼酸溶液的pH56 ， 加入甘油后 ， pH34 。
表现出一元较强弱酸的性质 ， 可用强碱来滴定,3、 硼砂,四硼酸钠（硼砂 ， Borax） Na2B4O5(OH)48H2O （常写为Na2B4O710H2O,氢键 ：各B4O5(OH)42- 成键,Na+ ：链链 （静电引力,每个Na2B4O5(OH)4有8个结晶H2O,四硼酸根 B4O5(OH)42- 2个B： sp2 另2个B： sp3,构成缓冲溶液 pH=9.24 (20,水解呈碱性,与酸反应制H3BO3,脱水,硼砂珠实验,四 。

6、、硼的卤化物,BX3结构,B：sp2杂化,BX3性质,水解,缺电子化合物 ，Lewis酸,BF3 BCl3 BBr3 BI3 B-X键能 613.3 456 377 263.6,结构 键级 3 + 1 46 键长/pm B-F 132 (正常B-F单键150,BCl3、BBr3 46较弱 ， BI3可忽略46 ：Lewis酸性： BX3是缺电子化合物 ， 可与Lewis碱加合 。
BF3 + :NH3 = F3BNH3,BF3 + HF = HBF4 氟硼酸 ，强酸（似H2SiF6,BX3 + X- = BX4- sp2 sp3,BX3 Lewis酸性强弱顺序： 只考虑电负性： BF3 BCl3 BBr 。

7、3 BI3 只考虑46强度： BF3 BCl3 BBr3 BI3,lewis酸性应用： BF3、BCl3和无水AlCl3、无水GaCl3；在有机化学Friedel-Craft反应中用作催化剂,RX + BF3 = 6R+ + BF3X- 卤代烃 Lewis酸 正碳离子,R+ + phH = PhR + H+ BF3X- + H+ BF3 + HX,水 解,BX3(g) + 3H2O(l) = B(OH)3(s) + 3HX(g) 亲核机理 X = Cl , rG = -157.07 kJmol-1 0 S.S. , 298K ，BF3 水解非自发 。
BF3(g)水解条件较苛刻（加热 ， 加OH-） 。

8、；但一旦水解 ， 因其缺电子性 ，产物复杂,OH- BF3 + H2O BF4-、BF3(OH) -、BF2(OH)2 -、BF(OH)3 -、B(OH)4 -、H2OBF3,五、氮化硼,BN与C2是等电子体 ， 性质相似： BN有三种晶型： 无定型(类似于无定型碳) 六方晶型 (类似于石墨) 作润滑剂,立方晶型 (类似于金刚石) 作磨料,第2节 铝单质及其化合物,1825年 ， 丹麦化学家和矿物学家厄斯泰德用钾汞齐还原无水卤化铝 ， 第一个制备出不纯的金属铝 。
1827年 ， 德国化学家维勒（Wohler Friedrich ， 1800-1882 ， 德国）用金属钾还原无水氯化铝 ， 制备出较纯的铝 ， 并用它的许多性质 。
由于 。

9、维勒制取铝的方法不可能应用于大量生产 ， 在这以后的一段很长时间里 ， 铝是珠宝店里的商品、帝王贵族的珍宝 。
直到1886年两位青年化学家分别独立地用电解法制铝获得成功 ， 使铝成为普通商品 ， 竟然经历了60多年的时间 。
这两位年轻的化学家一位是21岁的美国大学生豪尔 ， 另一位是大洋彼岸的21岁法国大学生埃罗,一、铝的提取和冶炼,二、铝的化学性质,铝最重要的性质是两性,铝可以从其它金属氧化物中置换出金属 2 Al Fe2O3 = 2 Fe Al2O3,在高温下 ， 铝容易同 P、S、Si 等非金属反应 2 Al3 S = Al2S3,铝不能同 H2 直接化合 ，(AlH3)n 要在乙醚中制备 3n LiH n AlC 。

来源：(未知)

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标题：无机化学：硼族元素