文档介绍：第十五章硼族元素
Chapter 15 The Boron Family Elements
Boron (B) Aluminum (Al) Gallium (Ga) Indium (In) Thallium (Tl)
Electron configuration:ns2np1
§15-1 硼及其化合物
Boron and pounds
一、General Properties
(对角线相似原则),通常硼呈现+3氧化态,负氧化态的情况很少。硼与金属形成非化学计量的化合物(pounds),M4B、M2B、MB、M3B4、MB2、MB6等。
(1) B2O3与SiO2都是固态酸性氧化物,Al2O3是两性,CO2是气态酸性;
(2) H3BO3与H4SiO4都是很好的酸;
(3) 多硼酸盐与多硅酸盐结构相似;
(4) 硼烷、硅烷可形成多种可燃性气态物质,而AlH3是固态。
,硼以硼砂(borax):Na2B4O7·10H2O,四水硼砂(kernite):Na2B4O7·4H2O,天然硼酸( sassolite):H3BO3存在。
,是因为,所以硼材料可作为核反
应堆的减速剂和生物防护。
二、The Simple Substance
has several allotropic forms. 无定形硼为棕色粉末, The crystals of boron are black. 高熔沸点(. 2300℃,. 2550℃)
单质硼有多种复杂的晶体结构,其中最普通的一种是a - 菱形硼,其基本结构单元为正二十面体的对称几何构型,然后由B12的这种二十面体的布起来组成六方晶系的a - 菱形硼。
(1) 硼和硅一样在常温下较惰性,仅与F2反应。对于单质硼的同素异构形体而言,结晶状单质硼较惰性,无定形硼则比较活泼,在高温下:
Fig Icosahedral arrangement of B12
(2)单质硼作还原剂:
3SiO2 + 4B3Si + 2B2O3
2B + 6H2O(g)2B(OH)3 + 3H2↑
(3) 与氧化性的酸反应,生成H3BO3
(4) 在有氧化剂存在时,与碱反应:
2B + 2NaOH + 3KNO32NaBO2 + 3KNO2 + H2O
:
(1) 金属还原:
B2O3 + 3Mg2B + 3MgO
KBF4 + 3Na3NaF + KF + B
(2) 工业上:从硼镁矿→单质硼→精制硼
:
Mg2B2O5·5H2O + 2NaOH2NaBO2 + 2Mg(OH)2 + 4H2O
,分离出硼砂
4NaBO2 + CO2 + 10H2ONa2B4O7·10H2O + Na2CO3
,可析出溶解度小的硼酸晶体:
Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O4H3BO3 + Na2SO4
,脱水:
2H3BO3B2O3 + 3H2O
: