硼族元素

元素周期表的第13族元素

硼族元素是元素周期表的第13族元素(IIIA 族),位於鋅族元素和碳族元素之間,包括的元素有:硼(B)鋁(Al)鎵(Ga)銦(In)鉈(Tl) 113號元素(Uut)這一族元素在化合物中化合價一般是+3。+1價從上到下穩定性增加,鉈的+1化合價最穩定。

概述


硼族元素(Boron group)指元素周期表中ⅢA族所有元素,目前共計硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Tl)和Uut六種,其中Unt為人工合成元素,其餘在自然界均有存在,鋁為自然界分佈最廣泛的金屬元素。

發現史


1808年,英國化學家戴維(Sir Humphry Davy, 1778—1829)在用電解的方法發現鉀后不久,又用電解熔融的三氧化二硼的方法製得棕色的硼。同年法國化學家蓋-呂薩克(Joseph-Louis Gray-Lussac,1778—1850)和泰納(Louis Jacques Thenard,1777—1857)用金屬鉀還原無水硼酸製得單質硼。
硼被命名為Boron,它的命名源自阿拉伯文,原意是“焊劑”的意思。說明古代阿拉伯人就已經知道了硼砂具有熔融金屬氧化物的能力,在焊接中用做助熔劑。硼的元素符號為B,中譯名為硼。
1825年,丹麥化學家和礦物學家厄斯泰德(Oersted H.C., 1777-1851,丹麥)用鉀汞齊還原無水鹵化鋁,第一個製備出不純的金屬鋁。1827年,德國化學家維勒(Wohler Friedrich,1800-1882,德國)用金屬鉀還原無水氯化鋁,製備出較純的鋁。
由於維勒製取鋁的方法不可能應用於大量生產,在這以後的一段很長時間裡,鋁是珠寶店裡的商品、帝王貴族的珍寶。直到1886年兩位青年化學家,一位是21歲的美國大學生豪爾,另一位是21歲法國大學生埃羅,分別獨立地用電解法制鋁獲得成功,使鋁成為普通商品,竟然經歷了60多年的時間。鋁的命名源自拉丁文Alumen,這一名詞中世紀在歐洲是對具有收斂性礬的總稱,符號為Al,我國從它的第二音節譯為鋁。
發現者:[法]布瓦博德朗;1875年把從 列靠 得到的提取物 作光譜分析發現鎵。后電解氫氧化鎵的苛 約 溶液得到金屬鎵。命名為紀念法國,因法國古稱“高盧”(Gallia)。
1859年本生和物理學家G·R·基爾霍夫共同發明了分光鏡和光譜分析方法並發現了銣和銫以後,光譜分析迅速在歐洲傳播。分光鏡正如電池一樣,為科學家們提供了研究物質和認識物質的有力武器。
1863年,德國化學家賴希(Reich F,1799~1882)在研究閃鋅礦時,將礦石燃燒后,除去了S,As,再用鹽酸溶液溶解時得到一種草黃色沉澱,他斷定是一種新元素的硫化物。因為他有色盲,就請了另一位德國化學家里希特(Richer H. T.,1824~1898)幫助他作光譜分析,結果發現一條靛青色的新譜線,並把它取名為“Indium”(銦)。
發現於1861年spectroscopically的克魯克斯。 The element was named after the green spectral line, which identified the element (Greek "thallos", green twig).該元素被命名后的綠色譜線,確定元素(希臘“thallos”,綠樹枝)。 The metal was isolated both by Crookes and Lamy in 1862.該金屬分離克魯克斯和拉米都在1862年。 They had been expecting to isolate tellurium after removing selenium from the byproducts from a commercial sulphuric acid factory but instead foundthe new element thallium.他們一直期待分離除去后,從商業的副產品硫酸廠硒碲而是foundthe新元素鉈。

性質


1、硼族元素基本性質
性質BAlGaInTl
相對原子質量10.8126.9869.72114.82204.38
外圍電子構型2s22p13s23p14s24p15s25p16s26p1
原子半徑/pm88143122163170
熔化熱/(kJ·mol-1)22.210.75.63.34.3
汽化熱/(kJ·mol-1)538.9293.7256.1226.4162.1
電子親和能/(kJ·mol-1)2344363450
第一電離能/(kJ·mol-1)800.6577.6578.8558.3589.3
電負性2.041.611.811.782.04
2.
q 價電子構型:
q 缺電子元素:價電子數<價層軌道數
q 缺電子化合物: 成鍵電子對數<價層軌道數
例如:
特點:a. 易形成配位化合物
b. 易形成雙聚物
c.易形成共價型化合物,如:
3.
一些單鍵的平均鍵能(kJ/mol)
名 稱鍵 能名 稱鍵 能
B-H389B-F613
B-O561Al-O512
B-B293Al-F583
由有關鍵能數據可以看出:硼、鋁都是親氧元素,在自然界中它們大量以含氧化合物形式存在;硼烷類比硅烷類不僅種類要多,而且更穩定;硼、鋁的氟化物比硅的氟化物穩定性更大。

參見


·碳族元素(Carbon group)
·氮族元素(Nitrogen group)