第十三章p区元素一.ppt
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1、第十三章 p区元素(一), 13.3 碳族元素, 13.2 硼族元素, 13.1 p区元素概述, 13.1 p区元素概述,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)=199,p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,第四周期元素表现出异样性(d区插入),例如:溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸(HClO3 ,HIO3)、高卤酸(HClO4,H5IO6
2、)强。,最后三个元素性质缓慢地递变,K+ Ca2+ Ga3+ Ge4+ As5+ r/pm 133 99 62 53 47 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),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,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
3、合物, 13.2 硼族元素,13.2.4 铝的化合物,13.2.3 硼的化合物,13.2.2 硼族元素的单质,13.2.1 硼族元素概述,13.2.1 硼族元素概述,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。,缺电子化合物特点:,b. 易形成双聚物Al2Cl6,a. 易形成配位化合物HBF4,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:
4、 B:4 例:HBF4 其它:6 例:Na3AlF6,13.2.2 硼族元素的单质,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,13.2.3 硼的化合物,1.硼的氢化物 硼烷分类: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:,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:,要点:B的杂化方式,三中心两电子键、氢桥。,B4H10分子结构,硼烷的性质, 自燃,高能燃料,剧毒, 水解,
5、含硼化合物燃烧 火焰呈现绿色, 加合反应, 被氯氯化,B:sp2杂化,硼酸 H3BO3 结构:,2.硼的含氧化合物,性质:,一元弱酸 (固体酸),与多羟基化合物加合,受热易分解,=5.810-10, 硼砂,硼酸根的结构:,性质:,构成缓冲溶液 pH=9.24 (20 ),水解呈碱性,与酸反应制H3BO3,脱水,硼砂珠实验:,3.硼的卤化物,BX3结构:,B:sp2杂化,BX3性质:,水解:,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,红宝石(Cr3+) 蓝
6、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色。,在碱性溶液中存在Al(OH)4-或Al(OH)63- 简便书写为,氢氧化铝:Al(OH)3,2.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:,AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3,离子键 共价键,用干法合成AlCl3:,潮湿空气中的AlCl3,遇NH3生成NH4Cl。,白烟为NH4Cl,3.铝的含氧酸盐,硫酸铝:,Al3+易水解:,=10-5.03,Al(H2O)63+ Al(OH)(H2O)52+ + H+,铝钾矾(明矾):,Al
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