1．金属单质 都是钝化金属，在空气中表面均形成致密的氧 化物膜而不易被腐蚀，在冷浓硝酸中钝化。 都是两性金属，能溶于酸和碱中。 Be ＋ 2 NaOH ＋ 2 H2O 2 Al ＋ 2 NaOH ＋ 6 H2O Na2[Be(OH)4] ＋ H2 2 Na[Al(OH)4] ＋ 3 H2
2．卤化物
较纯净 的Al2O3
电解
熔融Na3AlF6
铝
2 铝单质的性质
（1）物理性质
银白色金属，密度小，延展性和导电性好，主要
用来制造轻合金。 （2）化学性质
活泼金属，但在空气中由于表面生成了致密的氧
化膜，不与氧和水反应，甚至也不与冷的浓硝酸和浓
硫酸反应。只有此膜被破坏（遇NaCl等），铝的活泼 性才表现出来。
亲氧性： 4 Al＋3 O2 2Al2O3 ∆rHmө= -3351.4 kJ/mol 2Fe ＋ Al2O3
铝可以从其它金属氧化物中置换出金属
2 Al ＋ Fe2O3
两性：
2Al ＋ 6HCl 2AlCl3 ＋ 3H2
2Al ＋ 2NaOH + 6H2O
2Na[Al(OH)4] ＋ 3H2
与非金属反应：在高温条件下
3LiAlH4 ＋ 4BCl3 = 2B2H6 ＋ 3LiCl + 3AlCl3
2. 乙硼烷的性质
（1）还原剂 B2H6 + 3O2 ＝ B2O3 + 3H2O B2H6 ＋ 6Cl2 ＝ 2BCl3 ＋ 6 HCl （2）水解 B2H6 + 6H2O ＝ 2H3BO3 + 6H2
H H N H B B N H H N B H
(a) 化学键
(b) 三角形和四面体的轮廓线
13 － 1 － 4 硼的卤化物
1. BX3的结构 B 采 取 sp2 杂 化 ， 平 面三角形分子。为缺电 子结构，分子中存在离
域 π46 键 (B 的空 pz 轨道与 3
个 X原子上充满电子的 pz 轨道作用)。
2. BX3的性质： BX3 是典型的强的路易斯酸，如： BF3(g) ＋ NH3 将 BF3 通入水中: BF3＋ 3 H2O B(OH)3 ＋ 3 HF H3N→BF3
2B + 3H2SO4(浓热) ＝ 2B(OH)3 + 3SO2
(4) 和强碱作用 单质硼可以抵御沸腾的 NaOH溶液和 500oC熔融 NaOH的作用，但有氧化剂存在时： 2B + 2NaOH + 3KNO3 ＝ 2NaBO2+ 3KNO2 + H2O
3 硼单质的制取
硼镁矿：
NaOH CO2
碱法：Mg2B2O5· H2O
一、乙硼烷的制备和性质 1. 乙硼烷的制备
最初是用盐酸或磷酸与硼化镁作用，可制取除乙硼烷外 的一系列硼烷。乙硼烷是通过高级硼烷的热分解制备的。 Mg3B2 硼烷混合物 B2H6
无声放电条件下，用氢气还2H6 ＋ 6HCl
乙醚介质中用氢化铝锂还原BCl3可得纯度较高的乙硼烷
B H B
硼烷中有 五种键型
B B B B
开式的3中心－2电子硼桥键
闭式的3中心－2电子硼桥键
B B
癸硼烷-14(B10H14)的键联
关系示意图
13－ 1－ 3 硼的含氧化合物
1 B2O3 和 H3BO3
B2O3 是最难结晶的物质之一，在红热条件下硼酸脱水只能
得到玻璃态的 B2O3，只有在较低的温度下、极其缓慢地脱水才
Co (BO2)2 2 NaBO2· Co(BO2)2
＋) CoO ＋ B2O3 Na2B4O7 ＋ CoO
硼砂珠实验可用于除氧化物，定性分析，玻璃、 陶瓷上釉、制造人造宝石等。
硼砂晶体在空气中易失去水而风化。受热到400
˚C左右，将失去 8 个结晶水和 2 个羟基水，形成化学 式为 Na2B4O7 的无水盐。 硼砂本身为强碱弱酸盐， 可作缓冲溶液，20 ℃时0.01M
CoO + B2O3 ＝ Co(BO2)2 Cr2O3的硼珠 绿色
MnO的硼珠 紫色
深蓝色
黄色
Fe2O3 + 3B2O3 ＝ 2Fe(BO2)3
CuO的硼珠 蓝色
NiO的硼珠 绿色
硼酸具有片层状结构，层与层之间以分子间力联
系在一起。因此硼酸晶体有解理性，可作为润滑剂。
B：sp2杂化；存在分子间氢键
13 － 2 － 3 铝的三卤化物
AlF3
离子型
AlCl3
AlBr3
共价型
AlI3
AlCl3 中铝为 sp3 杂化，分子 中存在两个3c-4e的氯桥键。
AlCl3在水中强烈水解，因此在水溶液中不能结 晶出它的无水盐，无水三氯化铝可用干燥的氯气作 氧化剂在高温下和铝反应制备。
13 － 2 － 4 铍和铝的相似性
2 Al＋3 S
Al2S3
13 － 2 － 2 铝的含氧化合物
α-Al2O3 ：刚玉，不溶于水、酸、 碱，熔点高，硬度大 ( 仅次于金刚石 ) ， 耐腐蚀且绝缘性好，可用作高硬度材 料、研磨材料和耐火材料。 β-Al2O3 ：它有离子传导能力（允 许Na+通过），可作蓄电池材料。 γ-Al2O3 ：活性氧化铝，不溶于水， 但可溶于酸、碱，可作为吸附剂和催 化剂载体。
常见氧化态：B、Al、Ga ＋3
B
Al
In
Tl
＋1，＋3
＋1
Ga
In
硼族元素的最大特征是均为缺电子元
素（价电子数少于价电子轨道数），可形 成缺电子化合物。
Tl
ns2np1
13－ 1 硼单质及其化合物 13－ 1－ 1 硼单质
1 硼的同素异形体 无定形硼 棕色粉末 化学活性高 晶形硼 B12 黑灰色 硬度大
Tl(NO3)3 + SO2 + 2H2O = TlNO3 +H2SO4 + 2HNO3
2 Tl 3+ ＋ 3S2- = Tl2S (蓝黑色) + 2S
这是由惰性电子对效应引起的。
ⅢA
ⅣA
ⅤA
B C N Al Si P 其原因主要是6s2电子对 的惰性显著 Ga Ge As In Sn Sb Tl Pb Bi ns2np1 ns2np2 ns2np3 同族元素，从上到下 , 与族数对 ＋3 ＋4 ＋5 应的最高氧化态，越来越不稳定
进一步反应:
BF3 ＋ HF H＋ ＋ BF4－ 氟硼酸HBF4
其他BX3在水中发生强烈水解： BCl3＋3 H2O B(OH)3＋3 HCl
13 － 2 铝单质及其化合物
13 － 2 － 1 铝单质
1 铝的提取和冶炼 铝矾土 NaOH Al2O3
分离、焙烧 Na[Al(OH)4] 通入CO2 溶液 Al(OH)3 沉淀
两性：
Al2O3 + 6 H+ ＝ 2 Al3+ + 3 H2O
Al2O3 + 2 OH- + 3 H2O = 2 [Al(OH)4]在酸性的铝盐溶液中加氨水，可以产生氢氧化铝， 它是两性的物质： Al(OH)3 ＋ 3 HCl Al(OH)3 ＋ NaOH AlCl3 ＋ 3 H2O NaAl(OH)4 NaAlO2 2[Al(OH)4]- + CO2 ＝ 2Al(OH)3↓+ CO32- + H2O
B OH
＋ Ｈ2O OH
H3BO3是Lewis酸，是一元弱酸，Ka＝5.8×10－10。 加入多羟基化合物可增加酸性，这是因为加入的物质 可与B(OH)4－结合成很稳定的硼酸酯，平衡右移，[H]+增 大。如加入丙三醇：
HOCH
CH2
O B
CH2
O
OH
O O
OH
OH
－
B OH
OH
＋ H＋
CH2 CH2
能得到 B2O3 晶体。 B2O3是硼酸的酸酐，粉末状的B2O3可用作吸水剂 。
B2O3＋ 3 H2O B2O3 ＋ H2O ( g )
2 H3BO3 (aq) 2 HBO2 ( g )
若水量不充足，如遇到热的水蒸气或潮气时
B2O3 是酸性氧化物，在熔融态时，可与碱性的 金属氧化物生成有特征颜色的偏硼酸盐，可用于鉴 定(硼砂珠实验)。
镓能与苛性碱溶液反应放出氢气。 镓、铟和铊三种金属与氯气及溴的化合，在常温
下就可以进行，在高温下，它们都可以与 O2、S、P、
As 等非金属单质直接化合。
镓、铟和铊三种金属都能与非氧化性稀酸反应
放出氢气。
2 Ga ＋ 3 H2SO4 = Ga2(SO4)3 ＋ 3 H2↑ 2 In ＋ 3 H2SO4 = In 2(SO4)3 ＋ 3 H2↑ 2 Tl ＋ H2SO4 = Tl2SO4 ＋ H2↑ 也可与氧化性酸反应：
－
CHOH
弱碱性：B(OH)3 + H3PO4
受热易分解: 4H3BO3 正硼酸
- 4H2O - H2O
BPO4 + 3H2O
- H2O
4HBO2 偏硼酸
H2B4O7 四硼酸
2B2O3 酸酐
鉴定: 浓硫酸存在下，硼酸与甲醇或乙醇反应生成挥 发性硼酸酯，硼酸酯燃烧时产生特有的绿色火焰。 3C2H5OH + H3BO3
熔点，沸点都很高
2 单质硼的化学性质
(1) 与非金属反应
2B + 3F2 ＝ 2BF3 4B + 3O2 ＝ 2B2O3 2B + N2 ＝ 2BN (室温) (炼钢过程中可作去氧剂)
(高温，除H2、Te、Rg外)
(2) 与水蒸汽
2B + 6H2O(g) ＝ 2B(OH)3 + 3H2
(3) 和氧化性酸 B + 3HNO3(浓热) ＝ B(OH)3 + 3NO2