导图社区 第ⅢA族硼族
这是一篇关于第ⅢA族硼族的思维导图，B，Al，Ga，In，Tl；第ⅢA族元素原子为缺电子原子，易形成缺电子化合物。
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第ⅢA族硼族
概述
组成
B，Al，Ga，In，Tl
价电子构型
ns²np¹
第ⅢA族元素原子为缺电子原子，易形成缺电子化合物
缺电子原子：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
缺电子化合物特点：a.易形成配位化合物b.易形成双聚物
用途
含硼化合物燃烧火焰呈绿色，燃烧可鉴定有无硼的化合物的存在
分布
B在自然界中主要以氧化物形式存在，少量以硼酸形式存在，地壳中含量很少，Al在自然界分布很广，主要以铝矾土矿形式存在，Ga,In，Tl在自然界中没有单独矿物，以杂质形式分散在其他矿物中
B
非金属元素
存在形式
单质
结构
单质硼有无定型硼和晶型硼等多种同素异形体
无定型硼：棕色粉末晶型硼：黑灰色
性质
物理性质
熔点、沸点都很高
晶型硼硬度很大
化学性质
无定型硼化学活性高，晶型硼比较稳定
还原性
制取方式
工业制硼
硼镁矿
浓碱溶液
偏硼酸晶体
通CO₂，调节PH值，浓缩后，过滤
硼砂
溶于水，硫酸酸化
硼酸
加热脱水
三氧化二硼
氧化还原
单质硼
高纯度的硼可用碘化硼热分解法
1.核反应堆中，硼是良好的中子吸收剂
2.制备特殊硼化合物，如金属硼化物和碳硼化物
B不能形成B=O双键，形成的B-O键键能大，故硼的含氧化合物具有很高的稳定性
含氧化合物
化学式
B₂O₃
鳞片状层状原子晶体
常温下，白色固体
氧化性
与水反应
与金属氧化物反应，形成具有特征颜色的玻璃状偏硼酸盐
硼单质在氧气中燃烧
硼酸受热脱水后得到三氧化二硼
由锂、铍和硼的氧化物制成的玻璃可以用作x射线管的窗口
(原)硼酸H₃BO₃、偏硼酸HBO₂、多硼酸xB₂O₃·yH₂O
层状晶体
固体酸，微溶于冷水
一元酸，水溶液弱酸性
与多羟基化合物加合
受热易分解
硼酸溶于沸水与稀盐酸反应放置后析出盐酸
润滑剂
搪瓷工业
食品防腐剂
医药卫生
硼酸盐
偏硼酸盐、原硼酸盐、多硼酸盐等。最重要的硼酸盐：四硼酸钠（硼砂）Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O/Na₂B₄O₇·10H₂O
无色透明晶体，在干燥空气中易风化失水
水解呈碱性
与酸反应制H3BO3
脱水
硼砂珠试验
陶瓷工业用硼砂制备低熔点釉
制造耐温度骤变的特种玻璃和光学玻璃
焊接金属时的助熔剂
防腐剂
氢化物
硼烷
BnHn+4和BnHn+6，n≥2
利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心二电子键。
简单的硼烷都是无色的气体，臭味
高能，剧毒
不稳定，极易燃烧，甚至自燃
水解反应
加合反应
被氯氯化
如：用LiH、NaH等与卤化硼作用制得乙硼烷
硼烷的标准摩尔焓为正值，硼和氢不能直接化合生成硼烷
曾被考虑做火箭、导弹、水下火箭燃料
卤化物
三卤化硼
BX₃
纯BX₃无色，BBr₃和BI₃在光照下部分分解显黄色
室温下，BF₃和BCl₃（气态），BBr₃(液态），BI₃（固态）
水解
三卤化硼和碱金属、碱土金属作用被还原成单质硼
卤素单质与硼加热条件下生成三卤化硼
通常制法
催化剂
用于有机硼化合物的合成和硼氢化合物的制备
氮化物
氮化硼
BN
无定形(类似于无定型碳)
六方晶型(类似于石墨) 称为白石墨
立方晶型(类似于金刚石)
硼砂和氯化铵熔融制备
三氯化硼和过量氨气反应，生成物受热分解制备
新型无机合成材料
六方晶型
优良耐高温润滑剂
立方晶型
磨料、坩埚材料
氮化硼纤维
质地柔软、不被无机溶剂所浸蚀、质轻、防火、耐高温、耐腐蚀等
用于工业
最大配位数：4
亲氧性
缺电子性
氧化值：+3
Ga,In,Tl
金属元素稀有元素
物理性质相近
1.都是软金属
2.熔点较低
氧化值
Ga：+3，In：+1，+3 ，Tl：+1
最大配位数：6
生产新型半导体材料，如：砷化镓
Al
两性元素
银白色有光泽的轻金属
良好的导电性和延展性
铝热反应等
工业制铝
铝矾土
加压、NaOH
四羟基合铝酸钠
沉降、过滤、通入CO₂
氢氧化铝
沉淀、干燥、灼烧
氧化铝
冰晶石、高温、电解
单质铝
导线、结构材料、日用器皿
铝热剂、焊接铁轨
铝合金用于飞机制造和其他构件
离子型化合物
Al₂O₃
α-Al₂O₃刚玉
硬度大、一般不透明
熔点高、不溶于水、酸、碱
极不活泼
1000℃以上，在氧气中燃烧铝/灼烧γ-Al₂O₃、氢氧化铝、硝酸铝等
人造宝石
机器的承轴、耐火材料
磨料和抛光剂
γ-Al₂O₃ 活性氧化铝
表面积大
可溶于酸、碱
450℃左右，加热氢氧化铝/铝铵矾
可作为吸附剂、催化剂载体
Al(OH)₃
两性
优良的阻燃剂
氢氧化铝胶体用于净水
含氧酸盐
硫酸铝
易溶于水
易与碱金属的硫酸盐结合形成复盐，称为矾
类质同晶物质：像铝钾矾和铬钾矾这样组成相似而晶体形状完全相同的物质，矾类大多都有类质同晶物质
水解后溶液呈酸性
造纸工业上做胶料，与树脂酸钠一同加入纸浆中使纤维黏合
印染工业上做媒染剂
净水
氯酸铝、高氯酸铝、硝酸铝等
AlF₃ 离子型化合物
白色难溶固体
AlX₃(X=Cl、Br、I)共价型化合物
熔点低，易挥发，易溶于水、有机溶剂
易形成双聚物
能与有机胺、醚、醇等发生加合反应
潮湿空气中的AlCl3，遇NH3生成NH4Cl
水解激烈
用干法合成AlCl3
在氯气或氯化氢气流中加热金属铝
在红热的氧化铝及炭的混合物中通入氯气
石油化工、有机合成的催化剂
聚合氯化铝可以做水处理中的无机絮凝剂
铝离子
鉴定
在氨碱性条件下，加入茜素
最大配位值：6
金属性和非金属性
