第十三章新乡学院课件.ppt
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1、平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院第十三章第十三章 p区元素区元素(一一)13.3 碳族元素碳族元素 13.2 硼族元素硼族元素 13.1 p区元素概述区元素概述平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院 13.1 p区元素概述区元素概述平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院 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)=159 E(O-O)=142 E(F-F)=141 E(P-P)=209 E(S-S)=264 E(Cl-Cl)=199p区元素性质的
2、特征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平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院第四周期元素表现出异样性(d区插入)EV458.1)/ClClO(23 V513.1)/BrBrO(23E V209.1)/IIO(23E V226.1)/ClOClO(34E 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(365EV763.1)/BrOBrO(34平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院最后三个元素性质缓慢地递变 K+Ca2+Ga3+Ge4+As5+r/pm 133 99 62 53 4
3、7 Rb+Sr2+In3+Sn4+Sb5+r/pm 148 113 81 71 62 Cs+Ba2+Tl3+Pb4+Bi5+r/pm 169 135 95 84 74(d区、f 区插入)平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院价电子构型: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。多种氧化值平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院例如:Si(II)Pb(IV)价电子结构分别为Xe6s2,Xe电负性大,形成共价化合物平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院 13.2 硼
4、族元素硼族元素13.2.4 铝的化合物铝的化合物13.2.3 硼的化合物硼的化合物13.2.2 硼族元素的单质硼族元素的单质13.2.1 硼族元素概述硼族元素概述平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院13.2.1 硼族元素硼族元素概述概述硼族(A):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。平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院ClClAlClClClClAl缺电子化合物特点:b.易形成双聚物Al2Cl6HF BF3a.易形成配位化合物HBF4
5、平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院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:Na3AlF6平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院13.2.2 硼族元素的硼族元素的单质单质平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院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。-菱形硼(B12)原子晶体平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院13.2.3 硼的化合物硼的化合物1.硼的氢化物硼烷分类:
6、BnHn+4和 BnHn+6 例:B2H6 B4H10 乙硼烷 丁硼烷 有CH4,但无BH3 最简单的硼烷:B2H6 其结构并非如右图所示:HHBBHHHH平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院 硼烷的结构 B:利用sp3杂化轨道,与氢形成三中心两电子键。(氢桥)记作:HHBBHHHH 要点:B的杂化方式,三中心两电子键、氢桥。平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院B4H10分子结构119pm110pm137pm143pm122。171pmHB(b)BBBBHHHHHHHHHHH(a)平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院硼烷的性质 自燃高能燃料,剧毒 水解含硼化
7、合物燃烧 火焰呈现绿色O(g)3H(s)OB(g)3O(g)HB232262(g)H6(s)BO2HO(l)3H(g)HB233262水下火箭燃料 mol-509.3kJ-1rHmrHm-1mol-2034kJ平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院 加合反应COB2HCOHB362 被氯氯化6HCl(l)2BCl(g)6Cl(g)HB3262-1mol-1376kJrHm4622NaBHHB2NaH4622LiBHHB2LiHBH)(NHBH2NHHB4232362平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院B:sp2杂化OHBOOHH硼酸 H3BO3结构:2.硼的含氧化合物平原
8、大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院性质:一元弱酸(固体酸)与多羟基化合物加合-O C HO C HRRBH C OH C ORRO3HH2H O C HH O C HRRHOHOBOHH C O HH C O HRR 受热易分解)(OBHBOBOH32O-H2O-H3322玻璃态 OHBOH233HB(OH)-4K=5.810-10OH C H2BOH33OH C HRR平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院 硼砂O10HOBNa2742O8H(OH)OBNa24542硼酸根的结构:平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院性质:构成缓冲溶液 pH=9.24 (20
9、)水解呈碱性 与酸反应制H3BO34233242742SONaBOH4O5HSOHOBNa O5H(OH)OB22454-332OHBO4H-4332B(OH)BO2H-332OHBO4H 脱水O10H2NaBOOBOH10OBNa22328782742 硼砂珠实验:)(2NaBO)Co(BOCoOOBNa222742蓝色)(2NaBO)Ni(BONiOOBNa222742棕色平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院3.硼的卤化物 BX3结构:B:sp2杂化 BX3性质:BXXX BF3 BCl3 BBr3 BI3 室温下聚集态 g g l s 熔点/-127.1-107-46 49.
10、9 沸点/-100.4 12.7 91.3 210 平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院水解:I)Br,Cl,(X 3HXBOHO3HBX332333BFHFHFBF3HBFBOHO3H4BF43323平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院1.氧化铝和氢氧化铝 氧化铝:Al2O3 -Al2O3:刚玉,硬度大,不溶于水、酸、碱。-Al2O3:活性氧化铝,可溶于酸、碱,可作为催化剂载体。13.2.4 铝的化合物铝的化合物平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院红宝石(Cr3+)蓝宝石(Fe3+,Cr3+)黄玉/黄晶(Fe3+)有些氧化铝晶体透明,因含有杂质而呈现鲜明颜
11、色。平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院在碱性溶液中存在Al(OH)4-或Al(OH)63-简便书写为332AlOAlO 或 氢氧化铝:Al(OH)3两性:Al(OH)3+3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-Al(OH)4-平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院2.铝的卤化物离子晶体 分子晶体分子晶体:熔点低,易挥发,易溶于有机 溶剂,易形成双聚物。水解激烈:HCl3Al(OH)O3HAlCl323AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3离子键 共价键平原大学化学与环境工程学院新乡学院化学与化工学院用干法合成AlCl3:322AlCl(g)3ClAl2 潮湿空气
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