第十五章硼族元素（）.docVIP

第十五章 硼族元素 Chapter 15　The Boron Family Elements Boron (B) Aluminum (Al) Gallium (Ga) Indium (In) Thallium (Tl) Electron configuration：ns2np1 §15-1　硼及其化合物 Boron and its Compounds 一、General Properties 　1．硼的化学性质与有某些相似之处对角线相似原则，通常硼呈现+3氧化态，负氧化态的情况很少。硼与金属形成非化学计量的化合物nonstoichiometric compounds），2．在自然界中，硼以硼砂borax）：Na2B4O7·10H2O，四水硼砂kernite）：Na2B4O7·4H2O，天然硼酸 sassolite）存在3．硼在自然界中丰度之所以低，是因为，所以硼材料可作为核反应堆的减速剂和生物防护The Simple Substance 　1．Boron has several allotropic forms. 无定形硼为棕色粉末， The crystals of oron are black. 高熔沸点 单质硼有多种复杂的晶体结构，其中最普通的一种是(菱形硼，其基本结构单元为正二十面体的对称几何构型，然后由的这种二十面体的布起来组成六方晶系的(菱形2．Properties (1) 硼和硅一样在常温下较惰性，仅与反应结晶状单质硼较惰性，无定形硼则比较活泼，在高温下： (2)单质硼作还原剂 3SiO2 + 4B3Si + 2B2O3 2B + 6H2O(g)2B(OH)3 + 3H2↑ (3) 与氧化性的酸反应，生成 (4) 在有氧化剂存在时，与碱反应 2B + 2NaOH + 3KNO32NaBO2 + 3KNO2 + H2O 　3．Preparation： (1) 金属还原 B2O3 + 3Mg2B + 3MgO KBF4 + 3Na3NaF + KF + B (2) 工业上从硼镁矿单质硼精制硼 a．用浓碱溶液来分解硼镁矿 Mg2B2O5·5H2O + 2NaOH2NaBO2 + 2Mg(OH)2 + 4H2O b．通入调节碱度,分离出硼 4NaBO2 + CO2 + 10H2ONa2B4O7·10H2O + Na2CO3 c．用调节酸度，可析出溶解度小的硼酸晶体 Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O4H3BO3 + Na2SO4 d．加热，脱水 2H3BO3B2O3 + 3H2O e．用或还原成粗硼 B2O3 + 3Mg2B + 3MgO f．精制 2B(粗) + 3I22BI3 2BI32B(( ( 菱形Compounds 　1．Boron hydrides: (1) 这类氢化物的物理性质相似于烷烃paraffin），故称硼烷Borane）。多数硼烷组成是、，少数为、。但最简单的硼烷是。之所以不存在是由于的配位数未达到饱和，不能形成稳定的杂化态的离域键 BH3(g) + BH3(g)B2H6(g) (rGm,298 = (127kJ·mol(1 而之所以存在，是因为 的存在。 (2) preparation： a．质子置换法 b．氢化法 c．氢负离子置换法