無機(jī)化學(xué)總結(jié)材料 硼族元素.doc

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1、一硼單質(zhì)及其化合物制作成員：擺宮澤賈震韋仕富l(1)硼單質(zhì)硼單質(zhì)可以分為晶體和無定形兩大類。晶體硼呈灰黑色，硬度極高，導(dǎo)電性差，但它的電導(dǎo)率卻隨著溫度的升高而增大，從而顯示出與金屬導(dǎo)體的不同。不太純的無定形硼為棕色粉末。晶體硼單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)活性較低，無定形硼相對活潑。①硼單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)晶體硼單質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單元為正二十面體，12個硼原子占據(jù)著多面體的頂點。α—菱形硼：B12結(jié)構(gòu)單元間的硼硼化學(xué)鍵屬于三中心二電子鍵。由片層間B12結(jié)構(gòu)單元按面心立方最密堆積方式形成晶體，其中所以硼原子間均形成共價鍵，使單質(zhì)硬度大，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，導(dǎo)電能力弱。β—菱形硼：結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，其中含B84結(jié)構(gòu)

2、單元。②硼單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1常溫下與F2化合：2B+3F2=2BF32在空氣中燃燒，放出大量熱：4B+3O2=2B2O33由于硼氫鍵的鍵能很大，所以硼能從許多穩(wěn)定的氧化物如SiO2，P2O5中奪取氧。硼在煉鋼過程中可以作為去氧劑。4赤熱下，無定形硼與水蒸氣反應(yīng)：2B+6H2O(g)=2B(OH)3+2H25在高溫下硼能同N2，S,X2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)2B+N2=2BN2B+3Cl2=2BCl22B+3S=B2S36在高溫下硼也能同金屬反應(yīng)生成金屬硼化物，如NbB4，ZrB2,LaB6等。硼化物一般具有高硬度高熔點。7無定形硼不與非氧化性酸作用，但可以與熱濃H2SO4，熱的

3、HNO3反應(yīng)：B+3HNO3(濃）=B(OH)3+3NO2↑2B+3H2SO4(濃）=2B(OH)3+3SO2↑8有氧化劑存在時，硼和強(qiáng)堿共熔可得到偏硼酸鹽：2B+2NaOH+3KNO3=2NaBO2+3KNO2+H2O③硼單質(zhì)的制備工業(yè)上用堿法分解硼鎂礦制取單質(zhì)硼。Mg2B2O5?H2O+2NaBO2=2NaBO2+2Mg(OH)24NaBO2+CO2+10H2O=NaB4O7?10H2O+Na2CO3NaB4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO42H3BO3=B2O3+3H2OB2O3+Mg=2B+3MgO用硫酸與硼鎂礦反應(yīng)一步制得硼酸：Mg2B2O

4、5?H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4l(2)硼氫化合物稱為硼烷，已知的有：B2H6，B4H10，B5H9，B8H16，B8H18等，BnHn+4和BnHn+6共20多種。硼烷中常出現(xiàn)五種類型的化學(xué)鍵，其中有包括氫橋鍵，硼橋鍵和閉合式硼鍵的三種缺電子的三中心二電子鍵和兩種一般的化學(xué)鍵——硼氫鍵?B-H、硼硼鍵?B-B。①乙硼烷B2H6是最簡單的硼烷。BH3不存在是由于B的價軌道沒有被充分利用，且配位數(shù)未達(dá)到飽和，又不能形成穩(wěn)定sp2雜化態(tài)的離域π鍵。乙硼烷的結(jié)構(gòu)：?每個硼原子均采取sp3?雜化，4個雜化軌道中有3個單電子軌道和一個空軌道。上方氫原子的有1個

5、電子的1s軌道與兩個硼原子的共含1個電子的兩個sp3?雜化軌道三者互相成鍵。這種鍵稱為三中心二電子鍵，同時由于其類似一座橋，故稱為氫橋鍵。?1976年，威廉·利普斯科姆因為硼烷結(jié)構(gòu)的研究得到諾貝爾化學(xué)獎。乙硼烷的性質(zhì)自燃性：乙硼烷是一種還原性極強(qiáng)的物質(zhì)，在空氣中可以自燃B2H6（g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)?水解：B2H6+6H2O=2B(OH)3↓+6H2↑從上述的反應(yīng)我們知道，硼烷類化合物遇水、遇氧氣極不穩(wěn)定，容易失效，因此在硼烷化合物的儲存和運輸過程要在無水無氧條件下進(jìn)行。被氯氣氧化：B2H6(g)+6Cl2（g)=2BCl3（l)+6HCl

6、(g)乙硼烷的制備：（1）質(zhì)子置換法：Mg3B2+6H+→B2H6+3Mg2+（2）氫還原發(fā)：2BCl+6H2→B2H6+6HCl（3）負(fù)氫離子：3LiAlH4+4BCl3→2B2H6+3LiCl+3AlCl3l(3)硼的含氧化合物①三氧化二硼(又稱氧化硼、硼酸酐)　　無色玻璃狀晶體或粉末，熔點450℃。具有強(qiáng)烈吸水性而轉(zhuǎn)變?yōu)榕鹚?，故?yīng)于干燥環(huán)境下密閉保存，防止吸水變質(zhì)導(dǎo)致含量下降。微溶于冷水，易溶于熱水中。B2O3(s)+3H2O(l)=2H3BO3B2O3(s)+H2O(g)=2HBO23B2O3+3H2O=B3O3(OH)3在熔融條件下B2O3與金屬氧化物化合，能

7、得到有特征顏色的片硼酸鹽熔珠，例如CuO+B2O3=Cu(BO2)2藍(lán)色Fe2O3+3B2O3=2Fe(BO2)3黃色+②硼酸??+B(OH)3化學(xué)性質(zhì)1．一元Lewis弱酸：不是三元質(zhì)子酸B(OH)3＋H2O=B(OH)4-+H+Ka=5.8×10-10，很弱2．與多元順式羥基化合物反應(yīng)，酸性增強(qiáng)D+3.和單元醇反應(yīng)H2SO4H3BO3+3CH3OH======B(OCH3)3+3H2O4.與強(qiáng)酸時，顯堿性B(OH)3+H3PO4=BPO4+3H2O5.加熱脫水B(OH)3→HBO2→B2O3③硼酸鹽Na2B4O7·H2O（重要的硼酸鹽