高中化学竞赛辅导 无机化学 15.3镓分族知识点素材-人教版高中全册化学素材

§15-3 镓分族Gallium Subgroup一、General PropertiesGa、In 的氧化数为+3，Tl 的氧化数为+1Gallium, indium and thallium 是稀散元素，不存在独立的矿石， 而与其它矿共生。这三种元素都由各自的光谱发现。Gallium --- 紫色（门捷列夫所预言的第一个被证实的元素）Indium --- 蓝色（由特征光谱线蓝色而得名）Thallium ---（树芽）绿色二、The Simple Substances 1．Ga、In 和 Tl 在电位序[H+ ]的前面，它们可溶于稀酸，但，所以+ H2↑，Tl 与 HCl(aq)反应有类似“passivated”现象，这是由于生成难溶性的 TlCl，在金属 Tl 表面，阻碍金属 Tl 与盐酸进一步反应的缘故。 2．Ga 有两性，In 和 Tl 在无氧化剂存在时，不溶于碱 2Ga + 6H2O + 6NaOH2Na3[Ga(OH)6] + 3H2↑三、Compounds 1．[ +3 ] O.S. (1) Oxides： Ga2O3 In2O3 Tl2O3稳定性减弱，氧化性增强，碱性增强 Tl2O3Tl2O + O2 M2O3(s) + 6HCl(aq)MCl3(aq) + 3H2O(l)rGm (kJ·mol1) 71 25 199 Ga(OH)3为两性氧化物，Ga2O3与 Al2O3结构相似 Ga(OH)3 + 3OH－[Ga(OH)6]3 Ga(OH)3能溶于氨水，但 Al(OH)3不能 (2) sulfides： Ga2S3（黄色）彻底水解 Ga2S3 + 6H2O2Ga(OH)3↓+ 3H2S↑ Tl2S3不存在：2TlCl3 + 3Na2STl2S↓+ 2S↓+ 6NaCl In2S3（红色）可溶于(NH4)2S 或 M2S 中 (3) Halides：Tl(+3)Br3和 Tl(+3)I3都不存在,室温下只有 TlF3、TlCl3显然 Tl3+ + 3I－TlI + I2 2．[ +1 ] O.S. (1) Ga 和 In 的+1 氧化态不稳定，是强还原剂 3Ga2OGa2O3 + 4Ga 3Ga2SGa2S3 + 4Ga 3In+(aq) In2S（黄色）不与水反应，与酸反应放出 H2 In2S + 4H+ + 2S22H2↑+ In2S3（红色） (2) Tl 的+1 氧化态稳定，除了 TlF 外，其它 TlX 难溶于水，与 Ag+相似 Tl3+ + 2Tl3Tl+ 4Tl + O22Tl2OTiOH 是强碱，能从空气中吸收 H2O 或 CO2，并能腐蚀玻璃 铊能形成同时作为一价和三价的配位化合物： 如 Ti2Cl4、Tl4Cl6都不能认为为+2 价，而是以配合物形式存在： 盐的水解总结：一、影响水解的因素 1．内因 (1) 极化 a．正离子的电荷高，半径小，易水解 AlCl3 + 3H2OAl(OH)3 + 3HCl SiCl 4 + 4H2OH4SiO4 + 4HClb．正离子电子构型的影响；18 电子构型，18 + 2 电子构型，不规则电子构型的离子易水解：Zn2+、Hg2+、Bi3+、Fe3+等离子易水解。 (2) 空轨道：NF3不易水解，PF3易水解；CF4、CCl4不水解，但 SiCl4水解 2．外因：加热促进水解：MgCl2·6H2O、Fe3+(aq) 加热皆发生水解。二、水解类型 1．产物为碱式盐 SnCl2 + H2OSn(OH)Cl↓+ HCl BiCl3 + H2OBiOCl↓+ 2HCl 2．产物为氢氧化物 AlCl3 + 3H2OAl(OH)3 + 3HCl 3．产物为含氧酸 BCl3 + 3H2OH3BO3 + 3HCl PCl5 + 4H2OH3PO4 + 5HCl 4．聚合和配位 3SiF4 + 4H2OH 4SiO4 + 2H2SiF6 Fe3+ + H2OH+ + [Fe(OH)]2+[Fe2(OH)2]4+ 其结构式为： 5．氧化还原 2 XeF2 + 2H2O2Xe + O2 +4 HF 6．歧化 6XeF4 + 12H2O2XeO3 +4 Xe + 3O2 +24 HF BrF3 + H2OHBrO3 + HBr + HF 3 I(NO3)3 +6 H2O2HIO3 + HI +9 HNO3