第九章p区元素 9.1硼族元素 9.2碳族元素 9.3氮族元素 9.4氧族元素 9.5卤族元素 材料工程系化学教研室
第九章 p区元素 9.1 硼族元素 9.2 碳族元素 9.3 氮族元素 9.4 氧族元素 9.5 卤族元素
9.1.1概述 ⅢA B为非金属单质, B Al、Ga、In、T是金属 Al Ga 最大配位数: TI B:4例:HBF4 α-菱形硼 nsnp 其他6例:Na3AF6 材料工程系化学教研室
ⅢA B Al Ga In Tl ns 2np 1 α-菱形硼 9.1.1 概述 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： B： 4 例：HBF4 其他 6 例：Na3AlF6
9.1.2硼族元素的缺电子性 9.1.2.1乙硼烷的成键特征及反应性 最简单的硼烷是B2H6 2BH3(g=B2 H6(g) AH=-148KJ mol ①●● 点击 动画 材料工程系化学教研室
9.1.2 硼族元素的缺电子性 最简单的硼烷是B2H6 2BH3 (g)=B2H6 (g) △H=－148kJ·mol－1 9.1.2.1 乙硼烷的成键特征及反应性 点击 观看 动画
中 HH 1mm H 两电子 H 氢桥键 H H 均→2BH3L 2L BH 材料工程系化学教研室
B2H6 2L 均裂 2BH3L 异裂 三中心 两电子 氢桥键
B2H4+2Na→2NaBH B2H6+2:PF3→2H3BPF3 B2H+2:C0→2H2BC B2H6+2NH3→BF B2H6+ H3 △H=-504.6 kj. mol B2H6+02=B2O3+H2O △H°=-2026 kJmol-1 材料工程系化学教研室
B2H6+2NaH→2Na[BH4 ] B2H6+2:PF3→2H3B:PF3 B2H6+2:CO→2H3B:CO B2H6+2:NH3→[BH2 (NH3 )2 ] ++[BH4 ]－ B2H6+H2O == H3BO3+H2 B2H6+O2 == B2O3+H2O △rHө =－504.6kJ•mol-1 =－2026kJ•mol △ -1 rH ө
硼氢键B-H 硼烷中 硼硼键B一B 五种键型 氢桥键 B B 开放的3中心-2电子硼桥键B BB 闭合的3中心-2电子硼桥键B BB 料工程系化学教研室
开放的3中心-2电子硼桥键 B B B 硼烷中有 五种键型 硼氢键 B－H 硼硼键 B－B 氢桥键 H B B 闭合的3中心-2电子硼桥键 B B B
B4H10分子结构 119p 171pm H、HBHH B 13 m H H以 110pm H B ○萨 材料工程系化学教研室
B4H10分子结构
9122Ac3的成键特征③ ACl3中铝为SP杂化 (Gacl3)h2(InCI3)2(AlBr3)2(Al3)2(GaBr3h2 除B的卤化物及ⅢA的氟化物以外,均为二聚形式。 材料工程系化学教研室
9.1.2.2 AlCl3的成键特征 (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。 AlCl3中铝为SP3杂化
9123BX3的成键特征及路易斯酸性 BF3(g) BCl3 BBr3(0) B13(s) 熔点(K) 146 166 227 316 沸点(K) 172 285 364 483 键长(pm)(实测)131 174 189 210 共价半径和(pm)153 180 195 214 键能(kJmo-1)646 444 368 267 材料工程系化学教研室
9.1.2.3 BX3的成键特征及路易斯酸性 • BF3 (g) BCl3 (l) BBr3(l) BI3(s) • 熔点(K) 146 166 227 316 • 沸点(K) 172 285 364 483 • 键长(pm)(实测) 131 174 189 210 • 共价半径和(pm) 153 180 195 214 • 键能(kJ·mol－1) 646 444 368 267
BX3是以形成大T键 来满足对电子的要求 由于有空轨道,可接受 外来电子,均为 Lewis 酸 BF3+NH3-=F3B: NH3 BF3+ HF=-HIBF4I △PH( kJ. mol-1) 酸性强:BF3<BC13<BBr3<BI3 BF3g)=-143 BCl3g)=-189 CSHSNO+BX3(g)CSHN: BX3 BBr3 (8=-217 材料工程系化学教研室
• BX3是以形成大π键 来满足对电子的要求 • 由于有空轨道,可接受 外来电子,均为Lewis 酸 C5H5N(l)+BX3 (g) C5H6N: BX3 △rH(kJ·mol－1 ) BF3 (g) = －143 BCl3 (g) = －189 BBr3 (g) = －217 BF3+NH3 == F3B:NH3 BF3+ HF == H+ [BF4 ]－ 酸性强:BF3<BCl3<BBr3<BI3 π4 6