第 13 章
p 区 元 素（一）
一、教学基本要求
1. 了解p区元素的特点；
2. 了解p区元素的存在、制备及用途；
3. 掌握重点元素硼、铝、碳、硅、氮和磷的单质及其化合物的性质，会用结构理论和
热力学解释它们的某些化学现象； 4. 从乙硼烷的结构了解缺电子键和硼烷结构； 5. 了解一些无机材料的制备和用途； 6. 了解惰性电子对效应概念及其应用。
二、要点
1. 缺电子化合物 (Electron-deficient compound)
具有共价性的原子，若其价电子数少于价层轨道数时，这种原子称为缺电子原子。缺电子原子以共价键所形成的不具有八隅体结构的化合物称作缺电子化合物。如：B原子最外层电子排布为：2s2p,有3个价电子，但它有四个价层轨道（一个3s，三个3p），是缺电子原子。当它和卤素原子形成BX3时，在中心B原子外围只能形成三个共用电子对（6个电子），它不是八隅结构，这类化合物就是缺电子化合物。 2. 足电子化合物 (Electron-precise compound)
指所有价电子都与中心原子形成化学键，并满足了路易斯结构要求的一类化合物。第14族元素形成足电子化合物，例如甲烷分子CH4 , 分子中的键电子对数恰好等于形成的化学键数。
3. 富电子化合物 (Electron-rich compound)
指价电子对的数目多于化学键数目的一类化合物。第15族至第17族元素形成富电子化合物，例如氨分子NH3, 4个原子结合只用了3对价电子，多出的两个电子以孤对形式存在。
4. 稀散元素 (Rare element)
自然界中不能形成独立矿床而以杂质状态分散于其他矿物中的元素，如硒、碲、锗、铟、铊等。可由冶金、化工作业的各种粉尘、残渣或中间产品中提取。这些元素在电子工业、原子能工业、合金材料、电光原材料及催化剂等方面有重要的用途。 5. 三中心两电子键 (Three center two electron bond)
它是多中心共价键中的一种，指三个原子共用两个电子的化学键，中心原子常为缺电子原子，例如，硼烷中就存在3e-2c的氢桥键。 6. 富乐烯（步基球）(Fullerene)
美国的柯尔和斯莫利以及英国的克罗托三位教授于1985年发现的碳的新同素异型体（他们因此而获得1996年诺贝尔化学奖），指由确定数目碳原子组成的聚集体，其中以
2
1
C60最稳定，其笼状结构酷似足球，相当于一个由二十面体截顶而得的三十二面体。 7. 温室效应（Greenhouse effect）
透射阳光的密闭区间由于与外界缺乏对流等热交换而产生的保温效应。塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床等在不同程度上利用这一效应。现在泛指大气对流层中包括CO2,H2O,N2O,CH4等多原子分子允许太阳的可见光穿过大气层射至地球表面，吸收由地球表面发射的红外光使热量不直接发射到外层空间去而产生的地温升高现象。 8. 分子筛 (Molecular sieve)
是一种固体吸附剂，具有均一微孔结构，可以将不同大小的分子分离。在石油工业，化学工业和其他有关部门，广泛用于气体和液体的干燥、脱水、净化、分离和回收等，被吸附的气体或液体可以解吸。分子筛也做催化剂用。 9. 惰性电子对效应(Inert electron pairs effect)
p区各主族元素由上至下与族数相同的高氧化态的稳定性依次减小，比族数小2的低氧化态最为稳定。一般认为这是由于ns2电子对不易参与成键，特别不活泼而引起的。这种现象常称为“惰性电子对效应” 10. 重要无机磷化学品的合成路线：
NaOHO2P2O5H2O3NaOH4Na2H2P2O7Na5P3O7Na4P2O7ΔNa2H2P2O7Na5P3O7Na4P2O7硫化物P2O5H3PO4和磷酸盐Na3PO2NaOHSP4Cl2PCl3P4S10Cl2O2H2OPCl5POCl3氯化物氯氧化物和亚磷酸4Na3POCa(OH)歧化2Ca(H2PO2)2次磷酸盐
11. 某些重要含氮物种之间的转换关系：
氧化态+5+4+3+2+10-1-2-3NH3OHN2H5NH4++离子物种NO-3电中性物种HNO3H2O, ONO2, N2O4O2NO催化O2反应方向2NO-2氧化还原HSO-3,H++H2, 催化N2+OH+H+OH+-NH2OH-++H+OH+H+-N2H4OClNH3-+三、学生自测练习题
1． 是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）
1.1 BF3中的B是以sp2杂化轨道成键的。当BF3用B的空轨道接受NH3的弧对电子
形成BF3·NH3时，其中的B也是以sp2杂化轨道成键的． （ ） 1.2 B2H6和LiH反应能得到LiBH4。若此反应在水溶液中进行，仍可制得[BH4]离子。 （ ） 1.3 H3BO3中有三个氢，因此是三元弱酸。 （ ） 1.4 AlCl3分子中Al是缺电子原子，因此AlCl3中有多中心键． （ ） 1.5 SiF4、SiCI4、SiBr4和SiI4都能水解，水解产物都应该是硅酸H2SiO3和相应的氢卤
酸HX。 （ ） 1.6 氧化数为十2的Sn具有还原性。将锡溶于浓盐酸，得到的是H2[SnCl6]，而不是
H2[SnIIC14]。 （ ） 1.7 为了防止制备的锡盐溶液发生水解而产生沉淀，可加酸使溶液呈酸性．至于加酸
的时间于沉淀的先后无关，可以在沉淀产生后一段时间再加酸。 （ ） 1.8 氮与比它电负性大的元素成键才可能成为正氧化态数。因此氮与氟或氧成键时，
氮为正氧化数。 （ ） 1.9 N在水溶液中是以NH3存在。 （ ） 1.10 浓和稀硝酸作为氧化剂时，它们的还原产物分别为NO2和NO。可见一个浓硝酸
分子还原时的一个电子，一个稀硝酸分子却得三个电子。因此浓硝酸的氧化能力比稀硝酸的弱。 （ ）
2. 选择题（选择正确答案的题号填入）
2.1 下列化合物属于缺电子化和物的是: （ ）
a. BeCl3 b. H[BF4] c. B2O3 d. Na[Al(OH)4]
2.2 在硼的化合物中，硼原子的最高配位数不超过4，这是因为; （ ）
a. 硼原子半径小 b. 配位原子半径大 c. 硼与配位原子电负性差小 d. 硼原子无价层d轨道
2.3 下列关于BF3的叙述中，正确的是: （ ）
a. BF3易形成二聚体 b. BF3为离子化合物 c. BF3为路易斯酸 d.BF3常温下为液体
2.4 下列各对物质中，中心原子的轨道杂化类型不同的是: （ ）
a. CH4与SiH4 b. H3O+与NH3 c. CH4与NH4 d. CF4与SF4
2.5 下列含氧酸根中，具有环状结构的是: （ ）
a. Si3O9 b. P3O10 c. B3O7 d. S4O6
2.6 有一淡黄色固体含23%硼 (B的相对原子质量为10.81)和77%氯，他是从三氯化硼
制得的，0.0516克此试样在69℃蒸发，蒸气在2.96kPa时占有体积268cm3，此化合物的化学式是: （ ）
6?5?5?2?-
IV
3-
?a. B4Cl4 b. B8Cl8 c. B12Cl12 d. B16Cl16
2.7 可形成下面几种类型化合物的X元素是(XH3)2；X2O3；XCl3；XO?；XF3?HF 2 （ ）
a. P b. Al c. B d. S
2.8 下列金属单质中，熔点最低的是: （ ）
a. Cu b. Zn c. Na d. Ga
2.9 下列化合物中，熔点最低的是: （ ）
a. BCl3 b. CCl4 c.SiCl4 d. SnCl4
2.10 下列物质在水中溶解度最小的是: a. Na2CO3 b. NaHCO3 c. Ca(HCO3)2 d. KHCO3
2.11 下列分子中，偶极矩不为零的是: a. BCl3 b.SiCl4 c. PCl5 d. SnCl2
2.12 下列含氧酸中属于一元酸的是: a. H3AsO3 b. H3BO3 c. H3PO3 d. H3CO3
2.13 下列物质中，酸性最强的是: a.B(OH)3 b. Al(OH)3 c. Si(OH)4 d.Sn(OH)4
2.14 下列物质中，酸性最强的是: a. H2SnO3 b. Ge(OH)4 c. Sn(OH)2 d. Ge(OH)2
2.15 下列各组化合物中，对热稳定性判断正确的是: a. H2CO3 > Ca(HCO3)2 b. Na2CO3 > PbCO3 c. (NH4)2CO3 > K2CO3 d. Na2SO3 > Na2SO4
2.16 下列化合物中，不水解的是: a. SiCl4 b. CCl4 c. BCl3 d. PCl5
2.17 与Na2CO3溶液反应生成碱式盐沉淀的离子是: a. Al3+ b. Ba2+ c. Cu2+ d. Hg2+
2.18 1mol下列物质溶于1dm3
水中，生成的溶液中H+
浓度最大的是: a. B2O3 b. P4O10 c. N2O4 d. SO3
2.19 1mol下列物质生成正酸时所需水的mol数最多的是: a. B2O3 b. P4O10 c. (SO3)3 d. N2O5
2.20 碳化铝固体与水作用产生的气体是: a. C2H2 b. CH3CCH c. CO2 d. CH4
2.21 下列物质水解并能放出氢气的是: a. B2H6 b. N2H4 c. NH3 d. PH3
2.22 下列物质中还原性最强的是: a. GeH4 b. AsH3 c. H2Se d. HBr
2.23 下列金属中，与硝酸反应得到产物价态最高的是: a. In b. Tl c. Sb d. Bi
2.24 常温下不能稳定存在的是: ）
）
）
）
）
）
）
）
）
）
）
）
）
）
）
（ （ （（（ （ （ （（ （ （（（ （（