硼的化学性质.ppt
无机化学-第六章-硼族元素
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23-мар-22
无机化学
硼的化学性质
晶体硼较惰性
（1）无定形硼较活泼，高温下能与N2、O2、 S、X2发 生反应，显还原性。
R.T. 973K
2B(s) + 3F2(g) ══ 2BF3 4B(s) + 3O2(g) ══ 2B2O3
B-O Si-O C-O 键能/kJ·mol-1 560-690 > 452 > 358
CuBO2
红
Cu(BO2)2
蓝
Fe(BO2)2
绿
Fe(BO2)3
棕
23-мар-22
无机化学
(1) BX3结构：
硼的卤化物
B：sp2杂化
(2) BX3性质：
BF3
室温下 聚集态
g
熔点/( /℃) -127.1
沸点/( /℃) -100.4
23-мар-22
BCl3 g
-107 12.7
BBr3
BI3
23-мар-22
无机化学
硼的制备 ➢ -菱形硼 12 BI3 = B12(s) + 18 I2(g) ➢无定形硼 Na2B4O7·10H2O+ 2HCl=4H3BO3+ 2NaCl+ 5H2O 2H3BO3 = B2O3 + 3H2O (800K) B2O3 + Mg = 3MgO + 2B (800K)
结构： B：sp2杂化
硼酸 H3BO3
引 导 语 ： 心得 体会是 指一种 读书、 实践后 所写的 感受性 文字。 语言类 读书心 得 同 数 学 札 记相近 ；体会 是指将 学习的 东西运 用到实 践中去 。下面 是小编 为你带 来 的 医 生 的 岗前培 训心得 体会， 希望对 你有所 帮助。 从 那 天 起 ，我们 开始了 胸 科 医 院 的 培训， 前三天 的课程 让我懂 得了很 多以前 在书上 学不到 的东西 ，有院 领 导 的 亲 身 经历和 他们的 所见所 闻，对 医院的 故障制 度有了 一定认 识。这 次培训 中 我 学 到 了 很多知 识，但 感触最 深的是 每一位 领导基 本上都 提到一 个要求 ，那就 是 学 习 、 学 习、再 学习。 一刻也 不能放 松，不 仅要钻 研本专 业的知 识，还 要了解 其 他 专 业 的 知识， 比如说 我自己 ，就应 该多了 解医学 影像诊 断及技 术等方 面的知 识 ，这样 有利于 我提高 工作效 率与质 量。此 外，就 是希望 能尽快 地进入 工作状 态， 做 好 思 想 意 识的转 变，从 受者转 变成施 者。我 认为我 在这方 面做得 也比较 到位， 经 过 学 习 和 互动， 感觉现 在也慢 慢走上 正轨了 ，希望 我们能 脚踏实 地的工 作，养 成 良 好 的 工 作与生 活习惯 ，为自 己积累 资本、 为医院 创造价 值。 通 过 第 四和 第 五 天 的 培 训我明 白了什 么是沟 通，沟 通就是 人们在 互动过 程中通 过某种 途径将 一 定 的 信 息 从发送 者传递 给接收 者，并 获得理 解的过 程，双 方互动 的过程 。我们
硼的化学性质
二、 三、 四、
因为硼是类铝， 与Al同族，故推测 其化学性质与Al相 似
硼的化学性质推断
序号 推断 依据
五、
具有还原性，能还原金 属氧化物： 2B+3MgO==3Mg+ B2O3 (高温) 有氢化物：3H2+ 2B==2BH3
硼是化合价为+3 的非金属元素
六、
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硼的化学性质
高一一班 刘昊
BEA Confidential. | 2
硼的结构
硼原子的结构：外围电子排布式2S2 2P1 由于硼位于第二周期IIIA族，其最高化合价（和常见化合价） 应该为+3。最外层电子数为3，质子数为5，原子半径在铍、 碳之间。其氧化物化学式应该是三氧化二硼，但很有可能像 碳、氮、硫等具有多种氧化物（且有不同价的硼对应），且 各氧化物之间应该可以相互转化。三氧化二硼应该是酸性氧 化物，硼的其他氧化物应该是不成盐氧化物。可能具有负化 合价，但应该没有-5价。
B2O3的化学性质推断
序号 推断 依据
一、 是两性氧化物 （1）能与氢离子反应。 （2）能与氢氧根反应。 二、 （3）能与酸性氧化物反 应。 （4）能与碱性氧化物反 应。 三、 常温以及加热时化学性 质稳定
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Al2O3是两性氧化 物
Al2O3常温以及加 . | 3
硼的化学性质推断
序号 推断 依据
一、
氧化反应： 4B+3O2==2B2O3但由 于它像Al一样易形成一 层致密的氧化膜，因此会 像做点燃铝片时的现象 相似 和氢离子反应 和氢氧根反应 和一些非金属反应（如 卤素）： 2B+3X2==2BX3
大学无机化学第13章 硼族元素
硼化物一般具有高的硬度和熔点。
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二、金属铝
1.物理性质和用途 （1）物理性质 • Al、Ga、In、Tl均为银白色，质软、轻而富有延
展性的金属。 • 铝是一种银白色有光泽的金属，密度2.7g·cm-3，
熔点为930K，沸点为2740K。它具有良好的延展性 和导电性，能代替铜用来制造电线、高压电缆、 发电机等电器设备。
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§13.1 硼族元素的通性
0
ⅢA Ⅳ硼AB ：以Ⅴ硼A酸盐Ⅵ矿物A存在Ⅶ。A He 氦
2B 3 Al
硼 铝
SC(Ai 铝l2O碳硅A除 属3)l最硼。：NP为以由为广A磷氮于非泛l-O镓金，S键O、属第存3铟外在氧硫位，， 、。CF矿其铊l物余的氟氯以均性铝NA为质矾er 土氩氖金十
4 Ga 镓 Ge镓锗G分a相A：似s与砷Z，n,常SFe称e, A这硒l，三CB种rr等元溴矿素共K生为r 。氪镓
Ga存在于铝矾土和煤中，In和Tl存在于闪锌矿中。 • 地球元素含量（％）：O(46.4)、Si(28.2)、Al(8.3)、
Fe(5.6) 、 Ca(4.2) 、 Na(2.4) 、 Mg(2.3) 、 K(2.1) 、 Ti(0.57)、H（0.14）
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13-2-1 硼族元素在自然界中的分布
价价原••••I电主1层离 r电/子价缺缺例注((负要特原kM电3子半电电电如意子J3氧子性·+半m径子子子：：数)轨化点子/(po径/数原化BH价m道l数pF-p1合子[m)3)B数层，：物F0缺8电H4、228]有：价0不.387电0子+B14空成电∧3是O子轨轨键子03缺5原。1、15道道电数74.电0子5+38子数3<子等对价化为形配 05电116、数层+缺 多72合位.‖缺成2+子3629轨电中1<物键电缺原价道子心。0(子子电51、1如8层数原键+56.有多037原子+H38轨子(1如孤电[子化B道可0∨8B对子F51、1(，合数形28+487H.]电原3.8+)069成6可物))1子子
《硼族元素教学》课件
结语
在《硼族元素教学》的PPT课件中，我们通过介绍硼族元素的共性与特性、 物理性质、化学性质及应用领域，希望增加大家对硼族元素的了解和兴趣。 感谢您的参与与探索！
硼族元素在自然界中的分布
硼族元素在地壳中广泛存在，并在矿物、土壤和化石中得以发现。
硼族元素的共性与特性
1 电子结构和周期表
位置
2 原子半径和离子半径 3 电负性和金属性
硼族元素的原子半径较
硼族元素的电负性较低，
硼族元素的电子结构决
小，并且与离子半径、
而金属性较强，具有一
定了它们的化学性质，
电荷密度有关。
硼族元素的化学性质
1
化合价和化合物类型
硼族元素的化合价各不相同，形成了多种不同类型的化合物，如氧化物、氢化物 等。
2
饱和度和极性
硼族元素的饱和度和极性影响了它们的化学反应和与其他元素的相互作用。
3
化学反应和反应机理ห้องสมุดไป่ตู้
硼族元素在化学反应中表现出特定的反应机理和行为，为化学合成和反应设计提 供了重要基础。
《硼族元素教学》PPT课 件
欢迎来到《硼族元素教学》课件！在这个课程中，我们将深入了解硼族元素 的共性与特性、物理性质、化学性质以及应用领域。让我们开始探索吧！
介绍
硼族元素的定义
从化学角度来看，硼族元素是周期表中第13族元素，具有特定的电子结构和化学性质。
硼族元素的历史和发现
硼族元素的发现与历史悠久，包括对硼，铝和镓等元素的研究与探索。
应用与展望
硼族元素在材料科学中 的应用
硼族元素及其化合物在材料科 学领域中有着广泛的应用，如 硼氮化物在高温材料和涂层中 的应用。
硼族元素在生命科学中 的应用
第讲硼族元素全解
第讲硼族元素全解硼族元素是周期表中位于第三主族的化学元素。
该族元素的原子结构特点、物理化学性质等方面有很多值得关注的地方。
原子结构特点硼族元素的原子结构特点有以下几点：原子半径硼族元素的原子半径在同一周期中逐渐减小，在同一族中则随着核电荷数增加而逐渐减小。
电子亲和能硼族元素的电子亲和能呈右下方向递减的趋势，其中铍的电子亲和能最小，铟的电子亲和能最大。
电离能硼族元素的电离能值，随着核电荷数增加而逐渐增大，在同一周期中的电离能值逐渐增大。
值得注意的是，三价铍电离能较小，因为可能存在相对稳定的三价氧化物，使得它不容易丧失一个电子。
化合价电子数硼族元素的化合价电子数为3个，因此大多数化合物都为三配位，分子为平面三角形或三棱柱形。
值得注意的是，硼族元素同样也会形成四、五、六价化合物。
物理化学性质硼族元素的物理化学性质主要表现为以下几个方面：电子构型硼族元素的电子构型为ns2np1，其中n依次为2、3、4、5、6，p轨道只有一个未被占据，因此硼族元素属于典型的半金属元素。
化合反应•与非金属的反应：硼族元素可与氧、氮等非金属元素发生化学反应，并有产物生成。
•与金属的反应：大多数硼族元素均能够和金属反应，生成非常具有特异性的异构体。
物理性质•密度：硼族元素的密度随着原子序数的增加而逐渐增大。
•熔点：硼族元素的熔点随着原子序数的增加而先增后降。
•固定化学反应：硼族元素的固定化学反应能力很强，是化学反应中经常用到的一种试剂。
典型代表元素硼族元素中，最典型的代表元素为硼、铝、镓和铟。
硼硼的存在形式有硼酸、硼砂和硼烷等。
其烷基化合物中的双止键和三角形构型具有独特的结构。
硼制品被广泛地应用于一些领域，如玻璃、烟花、橡胶和塑料的生产等。
铝铝是第三大产量金属，铝和铝合金引人瞩目的特性是轻、硬、耐腐蚀、导电和热传导性好。
因此铝及其合金被广泛应用于汽车、航空和建筑等各个领域。
镓镓是一种蓝黑色的金属元素，也称为“未来金属”。
其压电和半导体性质被广泛地运用于电子技术领域，如生物医学、计算和通讯应用等。
第2章硼族元素
共价半径之和(pm) 153
键能(kJ· mol-1)
646
BX3是以形成大π键来满足 其对电子的要求
由于有空轨道,可接受外来
电子,均为路易斯酸
∏ 46
BF3+NH3=F3B:NH3
BF3+ HF =H+[BF4]-
2.3 硼的氢化物和卤化物
1、硼的氢化物---硼烷的性质 ① 自燃 B2H6 (g) 3O2 (g) B2O3 (s) 3H2O(g)
H
B O
层状结构
层内：B sp2杂化 有氢键 层间：范德华力
H3BO3 片 层 结 构
每个氧原子除以共价键与硼原子、氢原子相结合，还能通过氢 键连成片状结构。
∴似石墨，有解离性，做润滑剂
（1）H3BO3能溶于水。
硼酸在冷水中的溶解度很低，在热水中溶解度增大（为什么？）
因部分氢键断裂而溶解度增大。
（2）H3BO3的缺电子特性
2. AlCl3的成键特征
AlCl3中铝为不等性sp3杂化
(GaCl3)2
(InCl3)2
(AlBr3)2 (AlI3)2
(GaBr3)2
除B的卤化物及ⅢA的氟化物以外,均为二聚形式。
3. BX3的成键特征及路易斯酸性
BF3 (g) 熔点(K) 沸点(K) 键长(pm)(实测) 146 172 131 BCl3 (l) 166 285 174 180 444 BBr3(l) 227 364 189 195 368 BI3(s) 316 483 210 214 267
-1 △ rHm -2034kJ mol
高能燃料，剧毒
② 水解
-1 -509.3kJ mol △ rHm
元素化学——硼族
为什么不用铝来还原制备单质硼？
高温生成的 Al2O3难溶于酸，难以除去； Al 与 B 可以形成黑色的 AlB12 ，难以除去。
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氧化物
硼是亲氧元素，硼氧化物具有很高的稳定性。 通过 B 与 O2 反应或 H3BO3 加热脱水可得到氧化物。加热脱 水红热时得玻璃态 B2O3 ，减压历时二周逐渐加热到 670 K 得 晶体状 B2O3。
1
盐溶解的热力学解释
溶解过程：G=H-TS，通常H较大，因而可以近似忽略TS,
H包括两部分：破坏晶格能吸热、离子水合过程放热
晶格能
水合焓
U f1 ( H 水合 1 ) rM rX -
rM rX 时, 对U有利 rM rX 或 rM rX 时, 对H 水合 有利
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物理性质
铝
银白色金属，有良好的延展性和导电性；用于制造合金并广 泛应用于航空航天领域，另外可以作为还原剂用于制备其它 金属；
镓、铟、铊
镓为较软的金属，熔点为 302.78K，人 的体温就能使之熔化，沸点为2343K， 熔沸点相差非常大，可以用于制造高温 温度计；
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物理性质
镓、铟、铊及其化合物如 GaAs、InP均为性能优异的半
通性
键 键能 389 / kJmol-1 某些键的键能 B-H C-H Si-H B-O C-O Si-O B-B 411 318 561 358 452 293 C-C 346 Si-Si 222
• 本族元素有三个价电子，可以形成三条共价键，最外层为6
电子，尚缺两个电子达到稳定结构，因而本族 +3 氧化态的
1 1 f 2 ( ) f3 ( ) rM rX -
如 LiF 阴阳离子半径较接近， 溶解度小；而 LiI、CsF 离子半径 相差比较大，溶解度也比较大。
硼性质总结
硼性质总结1. 硼的基本信息硼（符号为B）是一个位于元素周期表中第13组第2周期的金属loid元素。
它的原子序数为5，原子量为10.81。
硼是一种非金属元素，其形成块状物质时呈现蓝黑色。
硼在自然界中主要以硼酸盐的形式存在。
2. 硼的物理性质密度和熔点硼的密度为2.34克/立方厘米，属于较轻的金属loid元素之一。
硼的熔点较高，约为2075摄氏度，因此其在高温环境下具有良好的热稳定性。
硬度和脆性硼具有很高的硬度，其莫氏硬度约为9.5。
这使得硼成为一种常用的磨料材料。
然而，硼也是一种脆性材料，容易在受到外力作用时发生断裂。
磁性硼是一种非磁性材料，不受磁场的影响。
这使得硼在一些特定的应用领域，如电子器件制造，具有优势。
3. 硼的化学性质氧化性硼是一种具有较高氧化性的元素。
硼与氧气反应能够产生硼酸盐，如硼酸。
惰性硼具有较高的惰性，对大多数化学物质不产生反应。
这使得硼可以用作一种良好的阻隔材料。
溶解性硼在水中的溶解度较低，但在某些有机溶剂中可以溶解。
硼酸盐可以在水中溶解并形成酸性溶液。
4. 硼的应用玻璃加工硼的高熔点和耐热性使其成为玻璃加工中的重要材料。
硼可以增加玻璃的抗热冲击能力，并使玻璃具有较低的热膨胀系数。
电子器件制造硼在电子器件制造中具有广泛的应用。
其高硬度和热稳定性使其成为半导体材料、硬盘表面涂层材料和显示屏玻璃的组成部分。
医疗应用硼中的硼中子捕获截面较大，使其在肿瘤治疗中发挥重要作用。
硼中子俘获疗法利用硼对中子的高吸收能力，通过将含硼的化合物注入肿瘤细胞，然后用中子束照射，来实现对肿瘤的治疗。
核工业硼中的硼中子截面在核工业中具有重要意义。
硼可以用于控制核反应中的中子流量，从而调节核反应的速率。
5. 结论硼是一种具有特殊物理和化学性质的元素。
它具有较高的硬度、脆性和热稳定性。
硼的化学性质惰性较高，但在氧气等一些物质的作用下仍能发生反应。
硼在玻璃加工、电子器件制造、医疗应用和核工业等领域具有广泛的应用。
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与硫酸的混合物缓慢侵蚀和氧化。
但是硼在室温下比较稳定，即使在盐酸或氢氟酸中长期
煮沸也不起作用。
与卤素单质反应：
氯、溴、氟与硼作用而形成相应的卤化硼。
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资料考证
与碱反应：
与碱金属碳酸盐和氢氧化物混合物共熔时，所有各种形
硼的化学性质
高一一班
刘昊
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硼的结构
硼原子的结构：外围电子排布式2S2 2P1
由于硼位于第二周期IIIA族，其最高化合价（和常见化合价） 应该为+3。最外层电子数为3，质子数为5，原子半径在铍、 碳之间。其氧化物化学式应该是三氧化二硼，但很有可能像 碳、氮、硫等具有多种氧化物（且有不同价的硼对应），且 各氧化物之间应该可以相互转化。三氧化二硼应该是酸性氧 化物，硼的其他氧化物应该是不成盐氧化物。可能具有负化 合价，但应该没有-5价。
B2O3的化学性质推断
序号 推断
• 是两性氧化物
依据
一、
•
（1）能与氢离子反应。
• Al2O3是两性氧化
（2）能与氢氧根反应。 二、 （3）能与酸性氧化物反 应。 （4）能与碱性氧化物反 应。 三、
• 常温以及加热时化学性
物
• Al2O3常温以及加
质稳定
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热时化学性质稳定
硼酸的化学性质推断
序号 推断 依据
• 碳酸和硅酸均为
一、 二、
• 硼酸为弱酸 • 受热分解生成一种气
弱酸
• 碳酸受热分解出
体
CO2
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资料考证
氧化反应：
在空气中氧化时由于三氧化二硼膜的形成，而起自身限
制作用，当温度在1000℃以上时，氧化层才蒸发。
与酸反应：
1、硼在600～1000°C可与硫、锡、磷、 砷反应；在1000～1400°C与氮、碳、硅 作用 2、硼酸和甲醇或乙醇在浓H2SO4存在的 条件下，生成硼酸酯，硼酸酯在高温下 燃烧挥发，产生特有的绿色火焰，此反 应可用于鉴别硼酸，硼酸盐等化合物。
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BEA Confidential. | 11
卤素）： 2B+3X2==2BX3
BEA Confidential. | 4
硼的化学性质推断
序号 推断
• 具有还原性，能还原金
依据
五、
属氧化物： 2B+3MgO==3Mg+ B2O3 (高温)
• 有氢化物：3H2+
• 硼是Байду номын сангаас合价为+3
的非金属元素
六、
2B==2BH3
BEA Confidential. | 5
BEA Confidential. | 3
硼的化学性质推断
序号 推断
• 氧化反应：
依据
一、
4B+3O2==2B2O3但由 于它像Al一样易形成一 层致密的氧化膜，因此会 像做点燃铝片时的现象 相似
• 和氢离子反应 • 和氢氧根反应 • 和一些非金属反应（如
• 因为硼是类铝，与
二、 三、 四、
Al同族，故推测其 化学性质与Al相似
Thank You
高一一班 刘昊
态的硼都被完全氧化。
与氢气反应：
温度在1800-2000℃是硼和氢仍不发生反应（有其氢化物）
与金属氧化物反应：
在高温时硼能与许多金属和金属氧化物反应，生成金属
硼化物。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高电导率和 化学惰性的物质，常具有特殊的性质。
BEA Confidential. | 9
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