三、硼的重要化合物
1、氟硼酸
它是一种强酸，仅以离子状态存在于水溶液中。铜、锡、铅、镉、钴、铁、镍等金属的氟硼酸盐用于电镀，速度快，镀层质量好，又省电。
2、硼的氧化物
三氧化二硼B2O3的熔点为72OK，沸点为2523K；易溶于水，形成硼酸：
B2O3 + 3H2O 2H3BO3
但遇热的水蒸气可生成易挥发的偏硼酸：
B4O5(OH)42- + 5H2O 2H3BO3 + 2B(OH)4-
这种水溶液具有缓冲作用。硼砂易于提纯，水溶液又显碱性，所以分析化学上常用它来标定酸的浓度。硼砂还可以作肥皂和洗衣粉的填料。
5、过硼酸盐
6、氮化硼
四、金属铝
铝是银白色金属,熔点930K,沸点2700K.具有良好的导电性和延展性,也是光和热的良好反射体.
4、多硼酸盐-硼砂
除IA族金属元素以外，多数金属的硼酸盐不溶于水。多硼酸盐与硅酸盐一样，加热时容易玻璃化。
最常用的硼酸盐即硼砂。它是无色半透明的晶体或白色结晶粉末。在它的晶体中，[B4O5(OH)4]2-离子通过氢键连接成链状结构，链与链之间通过Na+离子键结合，水分子存在于链之间，所以硼砂的分子式按结构应写为Na2B4O5(OH)4.8H2O。
（处理方法）
教学资源
学情分析
拟留作业
教学环节
教学内容
备注
一、硼族元素
第ⅢA族包括硼、铝、镓、铟和铊五种元素。其中除硼是非金属元素外，其余的都是金属元素，且其金属性随着原子序数的增加而增强。
二、硼族元素的特性
本族元素原子的价电子层结构为ns2np1，常见氧化态为+3和+1，随原子序数的递增，ns2电子对趋于稳定，特别是6s上的2个电子稳定性特别强。使得从硼到铊高氧化数(+Ⅲ)稳定性依次减小，即氧化性依次增强；而低氧化数(+I)稳定性依次增强，其还原性依次减弱。例如：Tl(Ⅲ)是很强的氧化剂，而Tl(Ⅰ)很稳定，其化合物具有较强的离子键特性。
Fe2O3 + 2Al Al2O3 + 2Fe
高纯度的铝(99.950%)不与一般酸作用，只溶于王水。普通的铝能溶于稀盐酸或稀硫酸，被冷的浓H2SO4或浓、稀HNO3所钝化。所以常用铝桶装运浓H2SO4、浓HNO3或某些化学试剂。
但是铝能同热的浓H2SO4反应。
2Al + 6H2SO4(浓) Al2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O
2、γ-Al2O3
在温度为723K左右时，将Al(OH)3、偏氢氧化铝AlO(OH)或铝铵矾(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O加热，使其分解，则得到γ－Al2O3。这种Al2O3不溶于水，但很易吸收水分，易溶于酸。把它强热至1273K，即可转变α－Al2O3。γ－Al2O3的粒子小，具有强的吸附能力和催化活性，所以又名活性氧化铝，可用作吸附剂和催化剂。
课程名称
无机化学课次Leabharlann 审批签字主要教学内容
硼族元素及其化合物
1、硼族元素基本性质
2、硼族元素的特性
授课时数
授课时间
授课班级
化工1301、分析1301
教材对应范围
项目（章）
任务（节）
页次
教学目标
◆知识目标：
◆能力目标：
◆情感目标：
教学重点
（突破方法）与
教学难点
（处理方法）
（重点）——
（处理方法）
（难点）——
铝比较易溶于强碱中。
2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
五、氧化铝
1、α-Al2O3
自然界存在的刚玉为α－Al2O3，它的晶体属于六方紧密堆积构型，6个氧原子围成一个八面体，在整个晶体中有2/3的八面体孔穴为Al原子所占据。由于这种紧密堆积结构，加上晶体中Al3+离子与O2-离子之间的吸引力强，晶格能大，所以α－Al2O3的熔点(2288±15K)和硬度(8.8)都很高。它不溶于水，也不溶于酸或碱，耐腐蚀且电绝缘性好，用作高硬度材料、研磨材料和耐火材料。天然的或人造刚玉由于含有不同杂质而有多种颜色。例如，合微量Cr(Ⅲ)的呈红色，称为红宝石；含有Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)或Ti(Ⅳ)的称为蓝宝石；含少量Fe3O4的称为刚玉粉。将任何一种水合氧化铝加热至1273K以上，都可以得到α－Al2O3。工业上用高温电炉或氢氧焰熔化氢氧化铝以制得人造刚玉。
2、碱式氯化铝
以铝灰和盐酸为主要原料（还有其他方法和原料），在控制的条件下制得的碱式氯化铝是一种高效净水剂。它为无色或黄色树脂状固体，溶液无色或呈黄褐色，粗制品为灰黑色。
九、硫酸铝
无水硫酸铝Al2(SO4)3为白色粉末。从水溶液中得到的为Al2(SO4)3.18H2O，它是无色针状结晶。Al2(SO4)3和明矾是人们早已广泛使用的净水剂（絮凝剂），但是处理水的效果不及碱式氯化铝好。铝离子能引起神经元退化，若人脑组织中铝离子浓度过大会出现早衰性痴呆症。Al2(SO4)3和明矾还用作媒染剂。织物用Al2(SO4)3的水溶液浸泡以后，再浸在Na2CO3或Ca(OH)2溶液中片刻，则所产生的胶状Al(OH)3沉积在纤维上，很容易吸附染料。此外，Al2(SO4)3还是泡沫灭火机中常用的药剂。
3、β-Al2O3
六、氢氧化铝
Al2O3的水合物一般都称为氢氧化铝。
氢氧化铝是典型的两性化合物。新鲜制备的氢氧化铝易溶于酸也易溶于碱:
3H2O + Al3+ Al(OH)3 Al(OH)4-
例如：Al(OH)3 + 3HNO3 Al(NO3)3 + 3H2O
Al(OH)3 + KOH K[Al(OH)4]
课后小结
B2O3 + H2O(g) 2HBO2(g)
由于B-O键能大，即使在高温下也只能被强还原剂镁或铝所还原。熔融玻璃体B2O3可以溶解多种金属氧化物得到有特征颜色的玻璃，也用此来作定性鉴定。
3、硼酸
硼酸H3BO3为白色片状晶体，微溶于水，在热水中溶解度明显增大，这是由于受热时，晶体中的氢键部分断裂所致。
2、铝酸盐
用金属铝或氧化铝或氢氧化铝与与碱反应即生成铝酸盐。
八、铝的卤化物
1、无水AlCl3在常温下是一种白色固体，遇水强烈水解，解离为Al(H2O)63+和Cl-离子。AlCl3还容易与电子对给予体形成配离子(如AlCl4-)和加合物(如AlCl3·NH3)。这一性质使它成为有机合成中常用的催化剂。
+Ⅲ氧化态的硼族元素具有相当强的形成共价键的倾向。硼因原子半径较小，电负性较大，使其共价倾向最强，其它的硼族元素成键时表现为极性共价键。
硼族元素的价电子层有4条轨道（ns、npx、npy、npz），而只有3个价电子，这种价电子层中价轨道数超过价电子数的原子称为缺电子原子，中心原子价轨道数超过成键电子对数的化合物称为缺电子化合物。如本族+Ⅲ价单分子化合物BF3、AlCl3等。缺电子原子在形成共价键时，往往采用接受电子形成双聚分子或稳定化合物和形成多中心键（即较多中心原子靠较少电子结合起来的一种离域共价键）的方式来弥补成键电子的不足。
铝最突出的化学性质是亲氧性，同时它又是典型的两性元素。
铝一接触空气或氧气，其表面就立即被一层致密的氧化膜所覆盖，这层膜可阻止内层的铝被氧化，它也不溶于水，所以铝在空气和水中都很稳定。
铝的亲氧性还可以从氧化铝非常高的生成焓看出来。
4Al + 3O2 2Al2O3△fHθ=－3339 kJ·mol-1
由于铝的亲氧性，它能从许多氧化物中夺取氧，故它是冶金上常用的还原剂。且常被用于冶炼铁,镍,铬,锰,钒等难熔金属，称为铝还原法。
硼砂在干燥空气中容易风化，加热到623～673K时，成为无水盐，继续升温至1151K则熔为玻璃状物。它风化时首先失去链之间的结晶水，温度升高，则链与键之间的氢键因失水而被破坏，形成牢固的偏硼酸骨架。
硼砂同B2O3一样，在熔融状态能溶解一些金属氧化物，并依金属的不同而显出特征的颜色(硼酸也有此性质)。例如：
七、铝盐和铝酸盐
1、铝盐
用金属铝或氧化铝或氢氧化铝与酸反应即可得到铝盐。铝盐都含有Al3+离子，在水溶液中Al3+离子实际上以八面体的水合配离子[Al(H2O)6]3+而存在。它在水中水解，而使溶液显酸性。如
[Al(H2O)6]3+ + H2O Al(H2O)5OH]2+ + H3O+
[Al(H2O)5OH]2+还将逐级水解。因为Al(OH)3是难溶的弱碱，一些弱酸（如H2CO3、H2S、HCN等）的铝盐在水中几乎完全或大部分水解，所以弱酸的铝盐如Al2S3及Al2(CO3)2等不能用湿法制得。
Na2B4O7 + CoO 2NaBO2.Co(BO2)2(蓝宝石色)
因此，在分析化学中可以用硼砂来作“硼砂珠试验”，鉴定金属离子。此性质也被应用于搪瓷和玻璃工业(上釉、着色)和焊接金属(去金属表面的氧化物)。硼砂还可以代替B2O3用于制特种光学玻璃和人造宝石。
硼酸盐中的B-O-B键不及硅酸盐中的Si-O-Si键牢，所以硼砂较易水解。它水解时，得到等物质的量的H3BO3和B(OH)4-，