các nguyên tố nhóm IIIA. tính chất lí hóa học của Bo

So sánh hợp chất của Bo với nitơ với các hợp chất tương tự của Cacbon 5.. Cấu trúc phân tử - Không tồn tại các bo hidrua như BH3, B2H4, B3H5,… do trong các hợp chất đó B chưa bão hòa về

Các nguyên tố nhóm IIIA - Bo

1 Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm IIIA

2 Bo

3 Boran

4 So sánh hợp chất của Bo với nitơ với các

hợp chất tương tự của Cacbon

5 Oxit boric, Axit boric, Borac

6 Cách nhận biết các hợp chất của Bo

Sự biến đổi tính chất các

Nguyên tố nhóm IIIA

01

Số oxi hoá chung là 3+ ,(trừ B) tính chất chúng

không giống nhau nhiều

B:có năng lượng Ion hóa lớn nên B không thể mất

e để tạo ion B3+  B là phi kim

Al: sự biến đổi đột ngột về kích thước nguyên tử

cùng với năng lượng hydrat hóa của Al3+ rất thấp

 Al là kim loại hoạt động mạnh

 Ga và In: sau lớp vỏ khí hiếm còn có 10 e của (n-1)d,lại bị ảnh hưởng của sự co d khó tách e

 Tl: sau lớp vỏ khí hiếm còn có 14 e của (n-2)f và 10 e của (n-1)d,

lại bị ảnh hưởng của sự co f  khó tách cả 3 e nên số oxi hóa là +1

là bền,trong các dãy hc tạo thành tồn tại cả muối Tali(III) và Tali(I)

tăng (vì ga dứng sau các KL chuyển tiếp nên chịu ảnh

hưởng của sự co d)

thì lại giảm do I tăng( vì Tl đứng sau các kl nhóm lantanoit nên chịu ảnh hưởng của sự co f)

 Các ion hidrat hóa của các ion Al3+, Ga3+ và In3+ dễ hình

thành trong dung dịch (thế điện cực chuẩn của quá trình M3+ + 3e  M khá âm).

 Riêng Tl không dễ mất 3e hóa trị trong dd nước(Thế điện

cực chuẩn + 0,71).

* Bo không tạo nên cation ở trong dung dịch nên E0 không

xác định được

BO

02

1 Tính chất vật lí

-Bo có ba dạng tinh thể đã được nghiên

cứu là dạng mặt thoi ampha, dạng

mặt thoi beta và dạng tứ phương

-Bo tinh thể tinh khiết không có màu

nhưng thường có màu sám đen do có

lẫn tạp chất là borua kim loại

2 Tính chất hóa học

• Tương tác trực tiếp với flo:

• B + 3F = BF 3

- Cháy trong không khí ở 700 0 C:

3 Trạng thái tự nhiên

•Bo tương đối phổ biến trong tự nhiên

-Khoáng chất chính là borac (Na2 B6 O7 .MgCl2 ), keenit (Na2 B4 O7 .4H2 O ) và xaxolin (H3 BO3 ) Ngoài ra còn một số khoáng chất khác chứa poliborat như colemamit, inđecmit, borasit.

- Bo còn thấy trong thép để tặng độ cứng cho thép

- Dạng tứ phương: Dùng Hidro khử BBr 3 rồi kết tinh với Bo trên sợ dây tantan hoặc vonfram.

VD: chế hóa colemamit bằng kiềm:

2Ca 2 B 6 O 11 + 4Na 2 CO 3 +H 2 O = 3Na 2 B 4 O 7 + 4CaCO 3 + 2NaOH rồi dùng kim lạo hoạt động Na khử Na 2 B 4 O 7 :

Na 2 B 4 O 7 + 12Na = 4B + 7Na 2 O

03

1 Cấu trúc phân tử

- Không tồn tại các bo hidrua như BH3, B2H4, B3H5,… do trong

các hợp chất đó B chưa bão hòa về số phối trí và trạng thái lai hóa

sp2 không được làm bền thêm nhờ liên kết pi không định chỗ nhưtrong BF3, BCl3,…

- Các bo hidrua kết hợp lại với nhau tạo thành các boran Như: B2H6, B4H10, B5H9, B6H10,…

- Cấu tạo của đi boran B2H6:

- Liên kết B – H – B là liên kết ba tâm

- Trong B2H6 có 2 liên kết ba tâm

- Hình thành nhờ sự che phủ của 2 obitan lai hóa ở 2 nguyên tử B với obitan 1s của nguyên tử H cầu nối có 1 electron độc thân

• Các Boran khác:

- Trong các boran bậc cao có những liên kết nhiều tâm hơnnữa giữa các nguyên tử B với nhau

-92,5 18 48 63 0 213

So sánh hợp chất của bo

với nitơ với các hợp chất

tương tự của cacbon

04

Borazol Benzen

Giống nhau - Khối lượng phân tử và cấu tạo giống nhau:

Khác nhau - Liên kết B-N là liên kết có

cực.

- Liên kết C-C là liên kết không cực.

- Borazol cho những dẫn xuất tương tự dẫn suất của benzen.

- Giải thích: là do kết quả của sự tương đương về tổng số electron giữa 2 nguyên tử B và N với 2 nguyên tử C:

Nguyên tử B kém C 1e nhưng nguyên tử N hơn C 1e.

1 Borazol và benzen:

3 Bonitrua và cacbon

•Bonitrua dạng kim cương có cấu trúc tinh thể giống với kim cương

-Trong mỗi tinh thể, nguyên tử B và nuyên tử N đều ở dạng lai hóa sp 3 giống với kim cương.

- Với mạng lưới tinh thể kiểu nguyên tử bonitrua có độ cứng không kém

kim cương do mỗi nguyên tử B liên kết cộn hóa trị với bốn nguyên tử N

chung quanh hình thành tứ diện đều Kim cương cũng vậy các nguyên tử

cacbon được xếp thành tinh thể đều đặn, mỗi nguyên tử cacbon nối chặt

chẽ với 4 nguyên tử chung quanh, tạo nên một tinh thể có cấu trúc rất

bền chắc nên có độ cứng rất cao

-Bo nitrua bền với nhiệt hơn Khi đun nóng ở tron chân không đến 2700 0 C,

nó không hề bị biến đổi và ở trong không khí đến 2000 0 C chỉ bị oxi hóa

trên bề mặt Trong khi đó, Kim cương sẽ cháy ở khoảng 800 °C, nếu có đủ ôxy.

•Bo nitrua dạng than chì có kiến trúc lớp giống như than chì:

- Trong mỗi lớp, nguyên tử B cũng như nguyên

tử N đều ở dạng lai hóa sp 2 khoảng cách liên kết

-Bo nitrua kém bền hóa học hơn than chì:

Tương tác với HF: BN + 4HF = NH4 BF4

Oxit boric, Axit boric, Borac

05

- Công dụng: điều chế thủy tinh và men đồ sắt.

- Điều chế: nhiệt phân axit boric

2 Axit boric (axit orthoboric)

A, Cấu tạo và tính chất vật lý:

- Dạng tinh thể, trong suốt, màu trắng

- Tan vừa phải, không bay hơi

- Tinh thể: gồm các lớp song song, mỗi lớp có liên kết hidro

+ Muối orthoborat được tạo ra:

2H3BO3 + 3Na2CO3 = 2Na3BO3 + 3H2O + 3CO2

- Td với rượu tạo este:

H3BO3 + 3CH3OH = B(OCH3)3 + 3H2O

3 Borac

A, Cấu tạo và tính chất vật lý: Na2B4O7.10H2O

C, Công dụng và điều chế:

- Trong hóa phân tích: dùng borac tinh khiết làm chất đầu trong chuẩn độ axit và pha dd đệm

- Chế tạo thủy tinh quang học, men đồ sứ và đồ sắt

- Đánh sạch kim loại trước khi hàn => gọi là hàn the

- Chế bột giặt

Nhận biết các hợp ch

ất của Bo

06

1 Bo

- Bo tinh thể không màu nhưng thường có màu đen xám vì lẫntạp chất, có ánh kim

- Không td với axit thường, td chậm với axit đặc nóng HNO3

tạo axit boric và tan trong đ kiềm nóng chảy tạo borat

4 Muối borat

- Dựa vào màu sắc đặc trưng của các muối để nhận biết các

muối borat khi cho borac khan nóng chảy td với oxit kim loại:

Xin cảm ơn