第 16章 硼族元素
ns2np1 B Al Ga In Tl
+3 +3 +3 (+1) +1 +3 +1(+3)
电负性 2.04 1.61 1.81 1.78 1.62 2.04
（ H 2.18）
＋ 3是特殊的价,一般是最稳定的,但是,从元素电位图上看出：
Tl3+＿ 1.25＿ Tl+＿ -0.336＿＿ Tl
︱＿ 1.36＿ TlCl＿ -0.557 ＿＿ ∣
说明 Tl3+有强的氧化性 。 因为有 6S2因素
B与 Si有点相似 （ 斜对角规则 ）
B-B Si-Si没有 C－ C键强,但 B-O,Si-O键强度大,键能高
B在自然界的存在形式,Na2B4O7?10H2O、
H3BO3.
BnHn+4,BnHn+6硼烷,早期高能燃料
B2H6+3O2→B2O3+3H2O ΔH=-2166KJ?mol-1
（ 注,B2H6是气体,有毒,有爆炸性,能燃烧 ）
C2H6+O2→CO2+H2O ΔH=-1559KJ?mol-1
除硼以外，均为金属硼族元素单质自然界存在,Na2B4O7?10H2O,Al2O3铝矾土
Ga,In,Tl稀散 。
地球元素含量 （ ％ ）,O(46.4),Si(28.2)、
Al(8.3),Fe(5.6),Ca(4.2),Na(2.4)、
Mg(2.3),K(2.1),Ti(0.57),H（ 0.14）
共价键 B,2s22p1受到激发 →2S12Px12Py12Pz0
硼单质是由 B12二十面体对称体为结构单元,
B-B相互间如果只形成 3个传统的共价键,
达不到稳定的电子结构；缺少电子,不稳定 。 折中的办法形成了,三中心 2电子的特殊的?键 。
P772反应,无定型硼,B+O2→ B+Cl2→
B+N2→
赤热 B+6H2O(g)→2B(OH)3+3H2↑
热 B+3HNO6(浓 )→B(OH)3+NO2↑
碱中 B+NaOH+3KNO3→NaBO2+KNO2+H2O
氧化剂
Al Ga 性质类似,均是两性值得一提 Ga的物理性质,mp=302.78K放在手心可以熔化,仅次于 Hg(234K)
bp=2676K 范围最大，可用于高温温度计材料提取,冶炼,B2O3+3Mg→2B+MgO
类似,SiCl4+Zn→Si+ZnCl2
GeO2+H2→Ge+H2O
Bi2O3+3C→Bi+3CO
Sb2S3+3Fe→2Sb+3FeS
FeO+CO→Fe+CO2
Al电解,Al2O3在 Na3AlF6中，在 1300K的高温下
Ga电解,Ga(OH)4- Ga3+ -0.52 Ga
Ga(OH)4- -1.22 Ga
Al3+ -1.67 Al Al不能在溶液中电解
Al(OH)4- -2.35 Al
硼族化合物 性质
BH3不存在,因为没有八耦体结构,而 B2H6存在 。
在 BF3中,B是 SP2杂化 （ 三个杂化轨道与三个 F各成
1σ 键,平面三角形结构：同时还存在一个多中心键 Л 46,它的四个轨道 2S+2P总是要都成键才稳定 ）
P771 B3:3中心 2电子键 （ 不是 Л 键 ）,同样,B2H6也存在多中心,少电子键硼烷有近百种,BnHn+4类,BnHn+6类多核硼烷中的键型不外乎 5种：
正常的共价键,B-H B-B
多中心键有,B-H-B B-B=B B-B-B
硼酸电离一元酸 B(OH)3++H2O→B(OH)4-+H+
P780卤化物
B2O3+HF→BF3(g)
BF3+AlCl3→AlF3+BCl3(g)
BF3+H2O→H3O++BF4-+B(OH)3
P783氧化物
B2O3+H2O(g)→HBO2(g)
B2O3+H2O(l)→H3BO3
硼珠试验,CuO+B2O3→Cu(BO2)2 兰
NiO+B2O3→Ni(BO2)2
16-3惰性电子对效应斜对角线规则
Li-Mg Be-Al B-Si
碳酸及其盐热分解易 H2CO3>HCO3－ ->NaCO3- 难
Li2CO3>Na2CO3>K2CO3
MgCO3>CaCO3>BaCO3
Li2CO3~MgCO3
Na2CO3~CaCO3
极化理论解释
ns2np1 B Al Ga In Tl
+3 +3 +3 (+1) +1 +3 +1(+3)
电负性 2.04 1.61 1.81 1.78 1.62 2.04
（ H 2.18）
＋ 3是特殊的价,一般是最稳定的,但是,从元素电位图上看出：
Tl3+＿ 1.25＿ Tl+＿ -0.336＿＿ Tl
︱＿ 1.36＿ TlCl＿ -0.557 ＿＿ ∣
说明 Tl3+有强的氧化性 。 因为有 6S2因素
B与 Si有点相似 （ 斜对角规则 ）
B-B Si-Si没有 C－ C键强,但 B-O,Si-O键强度大,键能高
B在自然界的存在形式,Na2B4O7?10H2O、
H3BO3.
BnHn+4,BnHn+6硼烷,早期高能燃料
B2H6+3O2→B2O3+3H2O ΔH=-2166KJ?mol-1
（ 注,B2H6是气体,有毒,有爆炸性,能燃烧 ）
C2H6+O2→CO2+H2O ΔH=-1559KJ?mol-1
除硼以外，均为金属硼族元素单质自然界存在,Na2B4O7?10H2O,Al2O3铝矾土
Ga,In,Tl稀散 。
地球元素含量 （ ％ ）,O(46.4),Si(28.2)、
Al(8.3),Fe(5.6),Ca(4.2),Na(2.4)、
Mg(2.3),K(2.1),Ti(0.57),H（ 0.14）
共价键 B,2s22p1受到激发 →2S12Px12Py12Pz0
硼单质是由 B12二十面体对称体为结构单元,
B-B相互间如果只形成 3个传统的共价键,
达不到稳定的电子结构；缺少电子,不稳定 。 折中的办法形成了,三中心 2电子的特殊的?键 。
P772反应,无定型硼,B+O2→ B+Cl2→
B+N2→
赤热 B+6H2O(g)→2B(OH)3+3H2↑
热 B+3HNO6(浓 )→B(OH)3+NO2↑
碱中 B+NaOH+3KNO3→NaBO2+KNO2+H2O
氧化剂
Al Ga 性质类似,均是两性值得一提 Ga的物理性质,mp=302.78K放在手心可以熔化,仅次于 Hg(234K)
bp=2676K 范围最大，可用于高温温度计材料提取,冶炼,B2O3+3Mg→2B+MgO
类似,SiCl4+Zn→Si+ZnCl2
GeO2+H2→Ge+H2O
Bi2O3+3C→Bi+3CO
Sb2S3+3Fe→2Sb+3FeS
FeO+CO→Fe+CO2
Al电解,Al2O3在 Na3AlF6中，在 1300K的高温下
Ga电解,Ga(OH)4- Ga3+ -0.52 Ga
Ga(OH)4- -1.22 Ga
Al3+ -1.67 Al Al不能在溶液中电解
Al(OH)4- -2.35 Al
硼族化合物 性质
BH3不存在,因为没有八耦体结构,而 B2H6存在 。
在 BF3中,B是 SP2杂化 （ 三个杂化轨道与三个 F各成
1σ 键,平面三角形结构：同时还存在一个多中心键 Л 46,它的四个轨道 2S+2P总是要都成键才稳定 ）
P771 B3:3中心 2电子键 （ 不是 Л 键 ）,同样,B2H6也存在多中心,少电子键硼烷有近百种,BnHn+4类,BnHn+6类多核硼烷中的键型不外乎 5种：
正常的共价键,B-H B-B
多中心键有,B-H-B B-B=B B-B-B
硼酸电离一元酸 B(OH)3++H2O→B(OH)4-+H+
P780卤化物
B2O3+HF→BF3(g)
BF3+AlCl3→AlF3+BCl3(g)
BF3+H2O→H3O++BF4-+B(OH)3
P783氧化物
B2O3+H2O(g)→HBO2(g)
B2O3+H2O(l)→H3BO3
硼珠试验,CuO+B2O3→Cu(BO2)2 兰
NiO+B2O3→Ni(BO2)2
16-3惰性电子对效应斜对角线规则
Li-Mg Be-Al B-Si
碳酸及其盐热分解易 H2CO3>HCO3－ ->NaCO3- 难
Li2CO3>Na2CO3>K2CO3
MgCO3>CaCO3>BaCO3
Li2CO3~MgCO3
Na2CO3~CaCO3
极化理论解释
