硼族元素

关于硼族元素的思维导图，整理了单质、铝、镓 铟 铊、化合物等内容知识点，希望这份脑图会对你有所帮助。

硼族元素

• 概述
  • 元素：B Al Ga In Ti
  • 价电子构型：ns2np1
  • 缺点子元素：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 eg:BF3,H3BO3
    • 特点：sp2杂化®sp3杂化
      • a,易形成配位化合物{HF+BF3®HBF4(非缺电子化合物）}
      • b,易形成双聚物 eg:Al2Cl6
  • 元素的一般性质
    • 低氧化态更稳定---惰性电子对效应
    • 最大配位数
      • B:4 （HBF4)
      • 其他：6 （Na3AlF6）
• 单质
  • 硼的单质
    • 同素异形体
      • 无定形硼：棕色粉末，活泼
      • 晶形硼：黑灰色，惰性
    • 单质硼的熔，沸点高
    • 硬度大比拼：晶形硼的硬度大，仅次于金刚石 金刚石：10 皮肤：1.5 指甲： 2.5 黄金：2-3
  • 硼单质的性质
    • 1.易在O2中燃烧,（B亲O）B在炼钢中作脱氧剂
      • 4B+3O2=(973k)2B2O3
      • 2B+N2®加热2BN(空气中还可以生成少量BN)
    • 2.与非金属作用，加热与Cl2,溴单质等反应
      • 2B+3F2=(高温）2BF3
      • 2B+3X2®(加热）2BX3(X=Cl,Br,I)
  • 制备
    • 酸法：Mg2B2O5·H2O(硼镁矿）+2H2SO4®2H3B03+2MgSO4 (条件较为苛刻)
    • 碱法：用硼镁矿®硼砂®(加热，脱水）粗硼
• 铝
  • 1.Al2O3有很大的晶格能
  • 2.Al3+的鉴定：在氨碱性条件下加入茜素
    • Al3+ +3NH3H2O®Al(OH)3(s)+3NH4+
    • Al(OH)3+3C14H6O2(OH)2（茜素）®Al(C14H7O4)3(红色）+3H2O
  • 3.铝的卤化物：AlCl3+3H2O®Al(OH)3+3HCl 水解激烈
  • 4.其他： AlF 难溶 a-Al2O3 刚玉（也可为Al2O3) r-Al2O3 可溶于稀酸
• 镓 铟 铊
  • 镓的熔点 29.78°
  • 物理性质
    • 镓制温度计，镓铟制半导体
  • 氧化物
    • 氧化铟：黄色 氧化铊：棕黑色
  • 氯氧化物
    • 极不稳定，不溶于水
    • 硼，铝，镓，铟为两性；铊为强碱
    • 铊+3价化合物只有氧化，氟化，氯化
    • 铊卤化物类似卤化银（除氯化铊不能溶于氨水）
• 化合物
  • 氢化物
    • 最简单的硼烷：B₂H₆---乙硼烷
    • 硼烷分类
      • BnHn+4 BnHn+6
        • B:利用不等性SP3杂化轨道，与H形成三中心两电子(氢桥）键
    • 硼烷的常见键型
      • B-H 硼氢键
      • B-B 硼硼键
      • B︵HB 氢桥键
      • B︵BB 开放的硼硼键
      • B︿BB 闭合的硼硼键
    • 硼烷的性质
      • 1.自燃 B₂H₆(g)+3O₂(g)→B₂O₃(s)+3H₂O(g) △rHmΘ=-2043KJ/mol 高能燃料，剧毒，火焰呈现绿色
      • 2.水解 B₂H₆(g)+3H₂O(l)→2H₃BO₃(s)+6H₂(g） △rHmΘ=-509.31KJ/mol 可做水下火箭燃料
      • 3.加合反应----Lewis酸
      • 4.被氯氯化 B₂H₆(g)+6Cl₂(l)→2BCl₃(l)+6HCl △rHmΘ =-1376KJ/mol
    • 硼烷的制备
      • 1.氢化法 BCl₃+3H₂→B₂H₆+3HCl
      • 2.氢负离子置换法
    • 氢键和氢桥键的区别
  • 含氧化合物
    • 1.稳定性高：D(B--O)=806KJ/mol
    • 2.B₂O₃
      • 结构：原子晶体 熔点460° 无定形体 软化 B(无定形）↹ B₂O₃↹H₃BO₃
      • 制备：4B（s)+3O₂(g)→加热2B₂O₃(s) 2H₃BO₃→加热B₂O₃+3H2O
      • 性质：能被碱金属或Mg和铝还原 B₂O₃+3Mg→2B+3MgO
    • 3.硼酸 H3BO3
      • 结构 B：SP³杂化，存在分子间氢键
      • 1.一元弱酸（固体酸） H₃BO₃+H₂O---B(OH)₄⁻+H⁺ KΘ=5.8*10-10 2.与多羟基化合物加合，使酸性加强 3.受热易分解 H₃BO₃→HBO₂→B₂O₃(玻璃态）(每次脱水) 4.硼酸与单元醇结合形成硼酸脂（硼酸脂燃烧成绿色火焰， 可鉴定有无硼的化合物）
        • 性质
    • 硼砂
      • 化学式 Na₂B₄O₇·10H₂O Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O
      • 性质 1.水解呈碱性 （构成缓冲溶液，PH=9.24) 2.与酸反应制成H3BO3 Na₂B₄O₇+H₂SO₄+H₂O→4H₃BO₃+Na₂SO₄ 3.脱水 Na₂B₄O₇·10H₂0→878°B₂O₃+2NaBO₂+10H₂O
      • 硼砂还可用作防腐剂
      • 偏硼酸的复盐： CO²⁺——蓝宝石色 Cr³⁺—— 绿色 Ni²⁺—— 淡棕红色 Fe³⁺——黄褐色
  • 卤化物
    • BX₃ 结构： B:SP²杂化，平面三角形 性质：水解
    • 除BF₃外，其他卤化物硼一般不与相应的氢卤酸加合形成BX₄⁻，是因为中心硼原子半径很小，随着卤素原子半径的增大，在硼原子周围容纳四个较大的原子更加困难。
  • 氮化物
    • 导电子体：相同原子数目和电子数目的分子或离子
    • BN晶形的分类
      • 无定形(类似于无定形碳）
      • 六方晶形（类似于石墨）
        • 其BN又称白石墨
      • 立方晶形（类似于金刚石）