青海大学无机化学第二章p区元素(一)VIP免费

第二章p区元素(一)§2.3碳族元素§2.2硼族元素§2.1p区元素概述§2.4氮族元素§2.1p区元素概述①第二周期元素具有反常性(只有2s,2p轨道)形成配合物时，配位数最多不超过4；第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能(kJ/mol-1)E(N-N)=159E(O-O)=142E(F-F)=141E(P-P)=209E(S-S)=264E(Cl-Cl)=199p区元素性质的特征•各族元素性质由上到下呈现二次周期性②第四周期元素表现出异样性(d区插入)EV458.1)/ClClO(23V513.1)/BrBrO(23EV209.1)/IIO(23EV226.1)/ClOClO(34E例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸(HClO3，HIO3)、高卤酸(HClO4，H5IO6)强。EV60.1)/IOIOH(365EV763.1)/BrOBrO(34③最后三个元素性质缓慢地递变K+Ca2+Ga3+Ge4+As5+r/pm13399625347Rb+Sr2+In3+Sn4+Sb5+r/pm148113817162Cs+Ba2+Tl3+Pb4+Bi5+r/pm169135958474(d区、f区插入)价电子构型：ns2np1-5例如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。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。•多种氧化值例如：Si(II)Pb(IV)价电子结构分别为[Xe]6s2，[Xe]•电负性大，形成共价化合物§2.2硼族元素2.2.4铝的化合物2.2.3硼的化合物2.2.2硼族元素的单质2.2.1硼族元素概述2.2.1硼族元素概述硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl价电子构型：ns2np1缺电子元素：价电子数<价层轨道数缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数例如：BF3，H3BO3。注意：HBF4不是缺电子化合物。ClClAlClClClClAl缺电子化合物特点：b.易形成双聚物Al2Cl6HFBF3a.易形成配位化合物HBF4硼族元素的一般性质•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例：HBF4其它：6例：Na3AlF62.2.2硼族元素的单质硼的单质同素异形体：无定形硼，晶形硼棕色粉末,黑灰色化学活性高，硬度大熔点，沸点都很高。α-菱形硼（B12）原子晶体性质：：无定形硼比较活泼，室温下与F2反应，与Cl2，Br2，O2，S等反应需加热，高温下与C，N2反应生成碳化物和氮化物，以下几个反应较重要：B+3HNO3H3BO3+3NO22B+2OH-+2H2O2BO2-+3H22B+6H2O2B(OH)3+3H2制备：：酸法和碱法两种●酸法：Mg2B2O5·H2O(硼镁矿)+2H2SO42H3BO3+2MgSO4虽一步可得到H3BO3，但需耐酸设备等苛刻条件.●碱法：Mg2B2O5·H2O+2NaOH2NaBO2+2Mg(OH)2(浓)↓结晶出来浓的水溶液↓通CO2调碱度4NaBO2+CO2+10H2O2Na2B4O7·10H2O+NaCO3硼砂↓溶于水，用H2SO4调酸度Na2B4O7+H2SO4+5H2O4H3BO3+Na2SO4溶解度小↓脱水2H3BO3B2O3+3H2O↓MgB2O3+3Mg3MgO+2B(粗硼)粗硼含金属氧化物、硼化物及未反应完的B2O3↓用HCl,NaOH,HF(l)处理纯硼(95%~98%)↓I2BI3↓钽丝（1000~1300K）2BI32B+3I2（>99.95%)电解B2O3在KBF4中的融体可得晶态硼.用途：：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.铝是相当活泼的金属，在适当条件下可O2、卤素、S、N2、P、C等以及与水、酸和碱反应.铝与氧的亲和力很高：2Al(s)+(3/2)O2(g)=Al2O3(s),=-1676kJ•mol-1这一性质被用于冶金工业，如钢水中除氧、作还原剂制备金属.θmfH铝的单质2Al(s)＋3X2＝2AlX3(s)4Al(s)＋3O2(g)＝2Al2O3(s)2Al(s)＋3S(l)＝2Al2S3(s)化学性质１、与非金属单质反应２、与水反应2Al＋6H2O＝2Al(OH)3＋3H2↑通常情况下，由于铝的表面被一层牢固的氧化膜所覆盖，因此不易与水或空气反应，但如果用氯化汞处理它的表面，则在空气中迅速长出铝毛，在水中激烈反应放出氢气。2M＋6H+＝2M3+＋3H2↑(M=Al、GaInTl)2M＋2OH-＋6H2O＝2M(OH)4-＋3H2↑(M＝AlGa)铝比镓更易溶于酸，表现出它的碱性比镓强。在浓的、冷的硝酸或硫酸中，铝发生钝化，Ga和In也有钝化作用。３、与酸碱的反应金属用途铝是丰度最大的金属，具有延展性强，导电性能优良，密度轻，应用最广泛的金属，金属铝用于制电缆、电线镓、铟多用于电子工业，如作半导体材料铝用于制日常用品1.硼的氢化物2.硼的含氧化合物①三氧化二硼B2O3②硼酸H3BO3③硼砂3....