2B+2NaOH+3KN03=2NaB02+3KNO2原料来制备一些有特殊用途的硼化合
物．如金属硼化物和碳化硼B4C等。
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(2)金属铝
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2 740 K。它具有良好的延展性和导电性。
➢铝虽然是活泼金属，但由于表面上覆盖了一层致密的氧化物膜，使铝不能 进一步同氧和水作用因而具有很高的稳定性，它广泛地被用来制造日用器皿。 铝的另一重要用途是制造合金，用于飞机制造或其它运输机件上。
➢铝同氧在高温下的反应如下：
4AI+3O2=2AI2O3 △rH°m=-3339kJ.mol
利用这个反应的高反应热，铝常被用来从其它氧化物中置换出金属(铝热法)。 反应释放出来的热量可至很高温度(3273K)。常被用来焊接损坏的铁路钢轨 和还原的金属。与其它非金属反应也很剧烈。
➢ 铝能从稀酸中置换氢，不过铝的纯度越高，它在酸中的反应越慢。
➢在冷的浓硝酸和浓硫酸中，铝的表面被钝化而不发生作用。 ➢铝能溶在强碱溶液中：
2Al+2NaOH+6H20=2NaAI(OH)4+3H2
M 3+ / M H3BO3/B
-0.73 -1.66 -0.517
B Al Ga
-0.35 In
+0.713 Tl
活泼性减弱
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§16-2硼族元素的单质及其化合物
2-1自然界的分布
硼在自然界主要以各种硼酸盐形式的矿存在，如最常见 的 硼 砂 Na2B4O7.10H20， 方 硼 石 2 Mg3B8O15.MgCl2， 白 硼 钙 石Ca2B601l.3H20等，我国辽宁等地有硼镁酸盐矿床。铝在自 然界主要以铝矾土矿形式存在，它是一种含有杂质的水合氧 化铝矿，我国山东等地有铝的矿藏。镓、姻、铊均无它们自 己的单独矿物，以杂质形式共生于其它矿中，如镓存在于铝 矾土和煤中，铟和铊存在于闪锌矿中。
1． 与外部B12 成键： （1）腰部：
6个B原子与同一平面内相邻的另6个B12共形成6个3c-2e键， 用去6×2/3e = 4e 。
（2）顶部和底部：
顶部和底部各3个B原子与上一层3个B原子和下一层3个B 原子共形成6个正常B-B 2C-2e键，共用去6×（2/2）e = 6e 。
与外部B12 成键共用去4e + 6e = 10 e
2-2、单质
（1）硼单质 ⅰ、同素异性体：
无定形硼（棕色粉末） 晶体硼：最重要-菱形硼（黑灰色） ⅱ、-菱形硼结构：（书P.769~780。原子晶体，
结构单元：B12）
B12结构：正二十面体，12个顶点B原子，3×12=36个价
电子。
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ⅲ、B12的36个价电子参与成键情况（了解） （见书P770，图16—3，(a).(b)）
4B+302=2B2O3 2B+3C12=2BCl3 2B+N2=2BN 2B+3Mg=2Mg3B2 ➢在赤热下，水蒸气同无定形硼作用生成硼酸和氢气：
2B+6H20(g)=B(OH)3+3H2 ➢无定形硼不溶于酸中，但热浓H2SO4，热浓HNO3能逐渐把硼氧化成硼酸：
B+3HNO3(浓)=B(OH)3+3NO2 2B+3H2SO4(浓)=2B(OH)3+3SO2 ➢有氧化剂存在时，硼和强碱共熔而得到偏硼酸盐：
2 . B12 单元内部成键 ：
由“多面体顶角规则”确定： 多面体顶点数 n 12
成键轨道数 n+1 13
成键电子数2n+2 26
总的价电子数：10 + 26 = 36 与B12价电子20数20一/10致/4。
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IV、硼的化学性质
➢ 结晶状单质硼较惰性，无定形硼则比较活泼，在高温下硼能同N2，O2， S，X2等单质反应，也能在高温下同金属反应生成金属硼化物：
2．认识硼及其化合物的缺电子特性及其对物质性质的 影响。
3. 铝、铝分族单质及其化合物的重要性质。
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§16.1 硼族元素的通性
➢ 硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl ➢ 价电子构型：ns2np1，一般氧化态+3，随原子序数 增加，ns2电子对趋于稳定，生成低氧化态(+1)倾向增 强。例如Tl+比Tl3+稳定。Tl(I) 化合物具有较强离子 键特征。
6S26P1
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基本性质
性质：
Al Ga In
Tl
价电子结构: 3s23p1 (n-1)d10ns2np1 (n = 4, 5)
(4f105d10)6s26p1 (6s2惰性电子对效应）
+3 [ +3，+1 ] +1
低价态稳定性↑，高价态氧化性↑ （同IVA、VA族）
A
/V （据书P769, 图16-1 ）
2S22P1
Al
118 50 577.6 1817 2745 48 1.61
3S23P1
Ga
126 62 578.8 1979 2963 48 1.81
4S24P1
In
144 81 558.3 1821 2705 69 1.78
5S25P1
Tl
148 95 589.3 1971 2878 117 1.62
第十六章 硼族元素
Chapter 16 The Boron Family Elements Boron (B) Aluminum (Al) Gallium (Ga) Indium (In) Thallium (Tl)
本章教学基本要求
1．掌握硼的单质及其重要化合物(简单氢化物、卤化物 、含氧酸及其盐)的结构、性质、制备和用途。
➢硼原子半径小，电负性大，+3价化合物共价性大。
➢ 缺电子元素：价电子数 < 价层轨道数
➢ 缺电子化合物：有很强的接收电子的能力，具有自 身聚合和形成配合物的能力。例如：BF3，H3BO3。 ➢ 硼氧键的特殊稳定性。
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缺电子化合物特点： a. 易形成配位化合物HBF4
HF BF3
b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl Cl Al Al
Cl Cl Cl
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表16-1 硼族元素的基本性质
性质
元素
原子半径/pm
离子半径/pm(+3)
第一电离势
第二电离势
kJ/ mol
第三电离势
电子亲合能kJ/mol
电负性
电子层结构
B
82 20 800.6 2427 3660 29 2.04