硼 族 元 素硼 族 元 素第 13 章第 13 章

主 要 内 容主 要 内 容

硼单质及其化合物

镓、铟、铊

铝单质及其化合物

IIIA B ， Al ， Ga ， In ，Tl 硼、铝、镓、铟、铊

硼 B

硼砂 Na2B4O7 • 10H2O

硼镁矿 Mg2B2O5 • H2O 等 在地壳中的质量分数为 1.0 10 － 3 %

铝 Al

铝矾土 Al2O3

在地壳中的质量分数为 8.2 % 第 3 位

镓 Ga

与 Zn ， Fe ， Al ， Cr 等矿共生

在地壳中的质量分数为 1.8 10 － 3 %

铟 In

与闪锌矿、方铅矿共生

在地壳中的质量分数为 4.9 10 － 6 %

铊 Tl

与闪锌矿共生

在地壳中的质量分数为 6 10 － 5 %

硼族元素基态原子的价电子结构为 ns2np1 。

B 为非金属， Al ， Ga ， In ， Tl 是金属。

常见氧化态： B ， Al ， Ga + 3

In + 1 ， + 3

Tl + 1

13－ 1 硼单质及其化合物

13 － 1 － 1 硼单质

无定形硼为棕色粉末。

晶体硼呈黑灰色，高硬度，高熔点。

晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体， 12 个硼原子占据多面体的顶点。

1 硼单质的晶体结构

这种基本结构单元称为 B12

B12 单元中，前面 3 个硼原子构成的三角形，其所在的平面与后面 3 个硼原子构成的三角形所在的平面互相平行。

B12 单元中，中层 6 个硼原子不在同

一平面内。

上图即为 B12 单元的一种最普通的空间排布 ， −菱形硼。

B12 单元在空间采取不同的排布方式，则形成晶体硼单质的不同晶型。

在这种晶体中， B12 单元按层排布。

每个 B12 单元，与同一层中的 6 个 B12

单元以三中心二电子键联结。见图中虚线。

上下片层之间，通过 B － B 键结合。

这些 B 原子是 B12 结构单元中，上部和下部的硼原子。

硼常温下可以与 F2 化合：

2 硼单质的化学性质

2 B + 3 F2 —— 2 BF3

硼在空气中燃烧，放出大量的热：

4 B + 3 O2 —— 2 B2O3

赤热下，无定形硼可以同水蒸气作用生成硼酸：

2 B ＋ 6 H2O g —— 2 B OH 3 ＋ 3 H2

（ ） （ ）

在高温下硼能同 N2 ， S ， X2 等非金属单质反应：

2 B + 3 Cl2 —— 2 BCl3

2 B + N2 —— 2 BN

2 B + 3 S —— 2 B2S3

B + 3 HNO3 （浓）—— H3BO3 + 3 NO2↑

无定形硼不与非氧化性酸作用，但可以和热浓硫酸、热浓硝酸起反应：

2 B + 3 HSO4 （浓）—— 2 H3BO3 + 3 SO2↑

有氧化剂存在时，硼才可以和熔融的强碱起反应 :

2 B + 2 NaOH + 3 KNO3 ——

2 NaBO2 + 3 KNO2 + H2O

△

硼单质可以抵御沸腾的 NaOH 溶液和 500 ℃ 熔融的 NaOH 的作用。

3 硼单质的制取

工业用碱法分解硼镁矿制取单质硼，主要涉及以下五步反应：

在强碱性体系中，得到偏硼酸钠 。

Mg2B2O5•H2O + 2 NaOH ———

2 NaBO2 + 2 Mg OH 2 （ 1 ）（ ）

向 NaBO2 的浓溶液中通入 CO2 ，调 pH ，

可以浓缩结晶出硼砂。

4 NaBO2 + CO2 + 10 H2O ——

Na2B4O7 • 10 H2O + Na2CO3 （ 2 ）

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O

—— 4 H3BO3 + Na2SO4 （ 3 ）

将硼砂溶于水，用硫酸调节酸度，析出硼酸晶体：

2 H3BO3 —— B2O3 + 3 H2O （ 4 ）

加热使硼酸 H3BO3 脱水，得到 B2O3 。

用活泼金属 Mg 高温下还原 B2O3 ，得

到 95% ~ 98% 的粗硼。

B2O3 + 3 Mg ——3 MgO + 2 B

（ 5 ）

Mg2B2O5 • H2O + 2 H2SO4

—— 2 H3BO3 + 2 MgSO4

工业上也有酸法生成硼单质的工艺，即用硫酸与硼镁矿反应一步制得硼酸：

用氢气还原 BBr3 可以得到纯度很

高的硼单质，反应是在热的钽金属丝上进行的。 1000 ℃以下，产物是无定形硼，随着温度升高，产物结晶度升高 。

钽丝，高温 2 BI3 ——— 2 B + 3 I2

分解含硼化合物是得到高纯硼的好方法。

该反应至今仍是获得 － 菱形硼的重要途径。

13 － 1 － 2 硼氢化合物

硼氢化合物的物理性质相似于烷烃，故称之为硼烷。

在已知的 20 多种硼烷中，最简单的是乙

硼烷 （ B2H6 ），而非 BH3 。

1 乙硼烷的制备与性质

自然界里没有硼烷，而且硼烷不能通过硼和氢气的直接化合制得。

通过间接途径制备乙硼烷的反应主要如下：

（ 1 ） Mg3B2 + H3PO4 —— 硼烷混合物 —— B2H6

中间产物是以 B2H10 为主的硼烷混合物，

加热可得乙硼烷。

（ 1 ） Mg3B2 + H3PO4 —— 硼烷混

合物 —— B2H6

（ 2 ） 在无声放电的条件下，用氢气还原 BCl3 可以得到乙硼烷：

2 BCl3 + 6 H2 —— B2H6 + 6 HCl

4 BCl3 + 3 LiAlH4 ——

2 B2H6 + 3 LiCl + 3 AlCl3

（ 3 ）在乙醚介质中，使用氢化铝锂还原 BCl3 可以得纯度较高的乙硼烷。

乙硼烷是一种还原性极强的物质，在空气中自燃：

B2H6 + 3 O2 ——— B2O3 + 3 H2O自燃

乙硼烷也能被氯气氧化：

B2H6 （ g ） + 6 Cl2 （ g ）—— 2 BCl3 （ l ） + 6 HCl

（ g ）

乙硼烷极易水解：

B2H6 + 6 H2O —— 2 B OH 3 + 6 H2 （ ）

BCl3 + NH3 ——— BN + 3 HCl 873 K

乙硼烷与 NH3 在 873 K 下反应，可得

到一种大分子的六方氮化硼 BN x 。（ ）

大分子氮化硼 BN x 具有层状结构，层内形成六元环。

（ ）

大分子氮化硼 BN x 与石墨相似。（ ）

石墨相邻层之间，原子的位置是互相错开的。

BN x 相邻层之间，原子的位置是对齐，但原子的种类不同。

（ ）

相同位置上，一层 B ，一层 N · · · · · ·

交替排列。

B2H6 和 NH3 反应，高温下可制得被称为无机苯环氮硼烷 B3N3H6

它与苯是等电子体，具有平面六边形结构，如图所示：

2 硼烷的结构

虽然 BH3 能够在高温气相稳定存

在，但温度降低后极易二聚，因而常温下稳定存在的最简单的硼氢化合物是 B2H6 。

根据共价键理论，按烷烃的形式构

成 B2H6 需要 14 个价电子，而 B2H6

只

有 12 个价电子，于是 B2H6 成为 “缺

电子” 化合物 。

B2H6 分子内键联关系，如图所示：

B 原子均采取 sp3 不等性杂化

sp3

不等性杂化

2 s 2 p sp3 杂化轨道

端基 H 和 B 之间形成 键（ s － sp3

）

四个端基 H 和两个 B 形成分子平面。

中间两个 H 不在分子平面内，上下各一个，其连线垂直于分子平面。

上面的 H 和下面的 H ，分别与 B

形成氢桥键。

氢桥键属于三中心二电子键，记作 3c － 2e 键，是一种新的化学键。

上面 H 左边 B 右边 B s 轨道 sp3 轨道 sp3 空轨道 1 个电子 1 个电子 0 个电子

下面 H 左边 B 右边 B

s 轨道 sp3 空轨道 sp3 轨道 1 个电子 0 个电子 1 个电子

这种新类型的化学键，是由于 B 的缺电子结构造成的。

B10H14 的键联关系如图所示

下面以癸硼烷－ 14 （ B10H14 ）为例，说明硼氢化合物中的常见键型。

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

B － H 10 个

硼氢化合物中有 5 种常见键型

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

B － B 2 个

硼氢化合物中有 5 种常见键型

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

B B

H氢桥键 4 个

硼氢化合物中有 5 种常见键型

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

2 个B B

B硼桥键

硼氢化合物中有 5 种常见键型

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

闭合式硼键

B

BB4 个

硼氢化合物中有 5 种常见键型

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

化学键名称 键的位置

氢桥键B1H1B5

B4H3B7

B1H2B8

B4H4B10

开式硼桥键 B5B2B8 B7B3B10

闭式硼桥键B2B6B9

B5B2B7

B3B6B9

B8B9B10

硼硼键 B1B2 B3B4

硼氢键 每一个 B 均与 H 成硼氢键

表 13―1 癸硼烷― 14 中的化学键

必须注意，癸硼烷－ 14 并非平面结构。

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

端基 H

桥 H

癸硼烷－ 14 的立体结构图

B 原子近大远小

两图中序号是对应的

B5

H1

H2

B8

B7

H3

H4

B10

B2 B3 B4B1

B6

B9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

除硼烷外，还有一类硼氢化合物很重要，就是含 BH4

－ 基团的化合物，如

硼氢化锂、硼氢化钠。

硼烷的研究与开发极大程度地丰富

了硼的化学知识。

4 NaH + B OCH3 2

—— NaBH4 + 3 NaOCH3

（ ）

其他硼氢化物可由硼氢化钠制得。

硼氢化钠可由氢化钠与硼酸甲酯的反应制得：

硼氢化锂与水激烈反应：

LiBH4 + 2 H2O —— LiBO2 + 4 H2

硼氢化钠可以在冰水中重结晶，硼氢化钾在水中很稳定。

13 － 1 － 3 硼的含氧化合物

硼氧键键能很大，所以在自然界中不仅没有游离态单质硼存在，而且也没有不含氧元素的化合态硼存在。

硼被称为亲氧元素，能形成含氧化合物是硼的最显著的特征之一。

表 13―2 某些化学键的键能

化学键 B−O B−H B−B B−C B−N

键能 /

kJ·mol-1806 330 297 448 389

化学键 B−F B−Si B−P B−S B−Cl

键能 /

kJ·mol-1766 289 347 581 536

1 B2O3 和 H3BO3

B2O3 是最难结晶的物质之一。

在红热条件下硼酸脱水只能得到玻璃态的 B2O3 ，在较低温度下极其缓慢地脱水

才能得到 B2O3 晶体。

气体 B2O3 分子的构型为 “ V ” 字

形

O O

B

O

B

B2O3 + 3 H2O —— 2 H3BO3

B2O3 是硼酸酐，易溶于水生成硼酸。

B2O3 + H2O （ g ）—— 2 HBO2

若水不充足，如遇到热的水蒸气或潮气，则生成易挥发的偏硼酸：

B2O3 和金属氧化物共熔融时，生成有

特征颜色的硼珠，可用于鉴定金属氧化物，例如：

CuO + B2O3 —— Cu BO2 2（ ）蓝色

Fe2O3 + 3 B2O3 —— 2 Fe BO2 3（ ）黄色

硼原子

氧原子氢原子

硼酸为白色片层状物，它易溶于水。

层间存在分子间作用力，所以硼酸有滑腻感，可作为润滑剂。

硼酸的缺电子结构，使其显酸性的机理与一般的弱酸有所不同。

硼原子以 3 个 sp2 杂化轨道与 3 个 O

H

结合成 B OH 3

单元，还有一个没参加杂化的空的 p 轨道存在。

（ ）（ ）

H3BO3 与 H2O 解离出的 OH － 结合，

生成 B OH 4－ 负离子。（ ）

所以硼酸是一元弱酸。

H3BO3 + H2O —— B OH 4－ + H+

Ka ＝ 5.8 10 － 10

（ ）

H3BO3 中加入甘油，酸性可增强。

原因是加入的物质可以与 B OH 4 －

结合成很稳定的结构单元 B C3H6O3 2－。（ ）

（ ）

H3BO3 + H2O ——

B OH 4－ + H+（ ）

结构单元 B C3H6O3 2－ ，消耗了

B OH 4－ ，使硼酸解离平衡右移。

（ ）（ ）

于是 [ H+ ] 增加。

H3BO3 + H2O —— B OH 4－ + H+

Ka ＝ 5.8 10 － 10

（ ）

如下反应的平衡常数比上述反应扩大上万倍。

H3BO3 + 2 C3H5 OH 3 ——

B C3H6O3 2－ + 3 H2O + H+（ ）

（ ）

这个反应类似于酸碱中和反应。

H3BO3 遇到某种比它强的酸时，可以显碱性，如：

B OH 3 + H3PO4 ——

BPO4 + 3 H2O

（ ）

2 硼砂及其他硼酸盐

硼砂 Na2[ B4O5 OH 4 ] • 8 H2O 是硼的最主要的含氧酸盐，白色，玻璃光泽。

（ ）

其酸根 B4O5 OH 42 －的键联关系为：（ ）

硼砂在 400 ℃ 时脱去 8 个结晶水和 2

个羟基水，成为 Na2B4O7 。

所以通常将硼砂的化学式写成： Na2B4O7 • 10 H2O

Na2B4O7 ∙ 10 H2O 中的 B4O7 2 －

可以看成由 2 个 BO2－

和 1 个 B2O3 构成。

因此，硼砂和过渡金属氧化物 CuO ，NiO ， MnO ， Cr2O3 ， Fe2O3 等也发生硼珠反应。 实际上， 硼珠实验就是用硼砂作反应物进行的。

硼砂属于弱酸强碱盐，其水解反应为：

B4O5 OH 42 － + 5 H2O ——

2 H3BO3 + 2 B OH 4－ （ ）

（ ）

生成等物质的量的弱酸和弱酸盐，形成缓冲溶液。

0.01 moldm － 3 的硼砂溶液 pH = 9.24 。

偏硼酸钠与过氧化氢作用，可以生成过硼酸钠：

该反应的实质，是偏硼酸根中与硼相连的一个氧原子被过氧化氢链 － O － O －取代，大量的过硼酸钠被用于洗衣粉中作增白剂。

NaBO2 ＋ H2O2 ——NaBO3 • H2O

硼酸盐的种类很多，结构也很复杂，但都是由最基本的结构单元 —— 三角形的 BO3 和四面体的 BO4 联结而成的。

(a) (b)

（ a ）表示的是环三聚的偏硼酸盐 KB

O2 ，它由 3 个三角形的 BO3 结构单元环聚而成。

（ a ）

（ b） （ b ） 表示的是四聚偏硼酸盐 ，它由

2 个三角形的 BO3 和 4 个四面体的 B

O4

结构单元联结而成。

13 － 1 － 4 硼的卤化物1 三卤化硼

硼的 4 种三卤化物，都属于共价化合物，均无色。

三卤化硼的熔、沸点随相对分子质量的增大而升高。

BF3 BCl3 BBr3 BI3

气体 气体 液体 固体

三卤化硼中硼原子的轨道进行 sp2 等

性杂化，故分子的构型为三角形，硼原子周围有 6 个电子，属于缺电子结构。

3 个卤素原子各有一个充满电子的 p

轨道，可以与 B 原子的未参加杂化的空P 轨道形成大 键 。6

4

BF3 是典型的路易斯酸，它可以同

氨等路易斯碱结合，生成酸碱配合物。

BF3 （ g ） + NH3 —— H3N→BF

3 将 BF3 通入水中时，发生水解反应：

BF3 + 3 H2O ——

B OH 3 + 3 HF（ ）

生成的 HF 进一步和 BF3 反应，得到氟硼酸溶液 BF3 + HF —— H+ + [BF4]

－

其他三卤化硼，水解时生成硼酸和相应的卤化氢，例如：

BCl3 + 3 H2O ——

B OH 3 + 3 HCl（ ）

B2Cl4 在固相中具有平面构型，而在气相和液相中具有非平面构型，如图所示：

2 其他价态的卤化硼

13－ 2 铝单质及其化合物13 － 2 － 1 铝单质

1 铝的提取和冶炼

铝矾土（ Al2O3 ）矿是提取和冶炼铝

的主要原料，主要涉及以下四步反应：

首先将粉碎后的铝矾土用碱浸取，加压煮沸，使之转变成可溶的铝酸钠：

Al2O3 + 2 NaOH + H2O

—— 2 Na[Al OH 4]（ ）

向过滤后的铝酸钠溶液中通入 CO2 ，调节 pH 值，使 Al OH 3 沉淀析出：（ ）（ ）

2 Na[Al OH 4] + CO2 ——

2 Al OH 3 + Na2CO3 + H2O

（ ）（ ）

（ ）（ ）

将 Al OH 3 沉淀分离、培烧得到符合电解需要的较纯净的 Al2O3 ：

（ ）（ ）

2 Al OH 3 —— Al2O3 + 3 H2O（ ）（ ）

将 Al2O3 熔解在熔融的冰晶石中，在

1223 K 下进行电解。在阴极上得到金属铝，电解反应可表示为：

2 Al2O3 —— 4 Al + 3 O2↑

2 铝单质的性质

铝为银白色金属，熔点为 660 ℃，机械性能好，是重要的结构材料和良好的导电材料。

铝是活泼金属：

Al 3+ + 3 e —— Al

E Ɵ = － 1.662 V

但在空气中放置，铝表面生成致密氧化膜，使铝不能进一步同氧和水作用，甚至遇到冷的浓硝酸或浓硫酸时也不作用。

铝和硼相似，是典型的亲氧元素：

2 Al + 3 O2 —— 2 Al2O3

2 Al + Fe2O3 —— 2 Fe + Al2O3

反应释放出的热量可以使产物 Fe 熔化， 有时称这类反应为铝热反应， 可以用来焊接损坏的铁轨。

铝和氧气反应放出大量的热，可以从其它金属氧化物中置换出金属，例如：

铝与盐酸和氢氧化钠反应均可以放出氢气。

2 Al + 6 HCl —— 2 AlCl3 + 3 H2↑

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O

——2 Na[Al OH 4] + 3 H2↑（ ）

在高温下，铝与 P ， S ， Si 等非金属反应，例如：

2 Al + 3 S —— Al2S3

铝不能同 H2 直接化合。

但 Al 的氢化物 AlH3 n 是存在的，但要在乙醚中制备

（ ）

3n LiH + n AlCl3 ——

AlH3 n + 3n LiCl（ ）

当反应混合物中 LiH 过量时，将有氢化铝锂生成。

13 － 2 － 2 铝的含氧化合物

Al2O3 主要有两种晶型， – Al2O3

和 – Al2O3 。 – Al2O3 是由 Al OH 3 脱水制得。（ ）

– Al2O3 是既可溶于酸，又可溶于

碱的活泼的 Al2O3 。

若将 – Al2O3 高温灼烧，则变成 –

Al2O3 。

– Al2O3 和 KHSO4 共熔时，转变为可溶物。

这是 KHSO4 的熔矿作用。

– Al2O3 既不溶于酸也不溶于碱。

Al2O3 和 Al OH 3 均为典型两性物质。（ ）

Al OH 3 + 3 HCl —— AlCl3 + 3 H2O（ ）

Al OH 3 + NaOH —— Na[Al OH 4]（ ）（ ）

13 － 2 － 3 铝的三卤化物 除了铝的氟化物是离子晶体外，其余卤化物共价性强，所以熔点、沸点较低。

Al Al

Cl Cl

Cl

Cl

ClCl

AlCl3 气相时有双聚分子，可以认为分子中有配位键形成。

AlCl3 分子中的 Al 属于 sp3 杂化。

sp3 杂化

单电子的杂化轨道与 3 个 Cl 分别成 键。

空的杂化轨道接受另一个 Cl 的对电子形成配位键。

Al Al

Cl Cl

Cl

Cl

ClCl

或者认为形成两个三中心四电子的氯桥键。

Cl 提供 3 个电子，左 Al 提供 0

个电子，右 Al 提 供 1 个电子。

双聚的 AlCl3 分子是两个共边的四面体。

AlCl3 在水中强烈水解，因此制备无水AlCl3 可用干燥的氯气做氧化剂在高温下制备：

2 Al + 3 Cl2 （ g ）—— 2 AlCl3

△

AlCl3 易溶于乙醚等有机溶剂中，因其是共价化合物。

13 － 2 － 4 铍和铝相似性

铍和铝的单质及其化合物有很多相似之处，主要表现在以下几个方面。

1 金属单质

铍和铝都是钝化金属，与冷的浓硝酸作用在金属表面生成致密氧化膜而钝化，而其它碱土金属无非钝化金属。

铍和铝都是两性金属，而其他碱土金属均非两性。

Be + 2 NaOH + 2 H2O

—— Na2[Be OH 4] + H2↑（ ）

（ ）

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O

—— 2 Na[Al OH 4] + 3 H2↑

2 卤化物

无水卤化物 BeCl2 和 AlCl3 都是共价化合物，溶沸点低，易升华。

BeCl2 和 AlCl3 气态时都是桥连的二聚体。所不同的是二聚体 BeCl2 2 中 Be 采取sp2 杂化，三角形结构；而 AlCl3 2 中 Al 采取 sp3 杂化，四面体结构。

（ ）（ ）

BeCl2 • 4H2O 和 AlCl3 • 6H2O 受热

脱水时发生水解： BeCl2 • 4H2O ——

Be OH Cl + 3 H2O + HCl （ ）

（ ） AlCl3 • 6H2O ——

Al OH 2Cl + 4 H2O + 2 HCl

3 氢氧化物

铍和铝都是两性金属， Be OH 2 和Al OH 3 都是两性氢氧化物。 （ ）

（ ）

而其它碱土金属的氢氧化物均非两性，不溶于强碱。

13－ 3 镓、铟、铊

13 － 3 － 1 镓、铟、铊的单质

1 物理性质

Ga ， In 都是银白色的金属， Tl 呈银灰色。

Ga 的熔点 29.76 ℃，在手中即可以融化。 但 Ga 的沸点为 2204 ℃，镓以液相存在的温度跨度最大。 Ga 可制成测量高温的温度计。

2 化学性质

镓、铟、铊金属单质和非氧化性酸反应 :

2 Ga + 3 H2SO4 —— Ga2 SO4 3 + 3 H2

2 In + 3 H2SO4 —— In2 SO4 3 + 3 H2

（ ）（ ）

产物中镓、铟的氧化数均为 + 3 。

产物中铊的氧化数为 + 1 。

2 Tl + H2SO4 —— Tl2SO4 + H2

In + 6 HNO3 ——

In NO3 3 + 3 NO2 + 3 H2O （ ）

Ga + 6 HNO3 ——

Ga NO3 3 + 3 NO2 + 3 H2O （ ）

镓、铟、铊金属单质能和氧化性酸反应，例如 :

Ga ， In 被氧化到 + 3 氧化态。

Tl + 2 HNO3 ——

TlNO3 + NO2 + H2O

Tl 只被氧化到 + 1 氧化态。

2 Ga + 2 NaOH + 2 H2O ——

2 NaGaO2 + 3 H2

Ga 可以与强碱反应生成氢气 :

In 和 Tl 均无此性质。

镓、铟和铊三种金属都能溶于稀盐酸，但只有加热时反应速率才比较快。 镓、铟和铊三种金属与氯气及溴的化合，在常温下就可以进行，在高温下，它们都可以与 O2 ， S ， P ， As 等非金属单质直接化合。

在镓、铟、铊的氧化物的水化物中，Ga OH 3 酸性最强。（ ）

Ga2O3 和 Ga OH 3 两性偏酸。（ ）

13 － 3 － 2 镓、铟、铊的化合物

这是第四周期主族元素性质的反常。

Ga OH 3 的酸性比 Al OH 3 强。（ ） （ ）

按 Ga OH 3 ， In OH 3 ， Tl OH

3

顺序，稳定性越来越差。

（ ）（ ）（ ）

易脱水，生成氧化物

但 Tl OH 3 几乎不存在。 （ ）

2 M OH 3 —— M2O3 + 3 H2O（ ）

Tl 有 Tl （ III ）和 Tl （ I ）化合物，Ga （ I ）和 In （ I ）难生成，而 Al

（ I ）不存在。 Tl 具有 6s2 6p1 电子构型，其 6

s2

电子不易失去，所以称这对电子为 “惰性电子对”。

Tl （ III ）很强的氧化剂，例如：

由于 “惰性电子对效应”， Tl （ III

）有较强的氧化性，其电极电势为 E Ɵ （ Tl3+ / Tl+ ） ＝ 1.25 V

Tl2 SO4 3 + 4 FeSO4 ——

Tl2SO4 + 2 Fe2 SO4 3（ ）

（ ）

2 Tl3+ + 3 S2 － —— Tl2S ↓+ 2 S↓

蓝黑色

Tl NO3 3 + SO2 + 2 H2O ——

TlNO3 + H2SO4 + 2 HNO3

（ ）

Ga （ I ）和 In （ I ）的还原性很强，极易被氧化成 + 3 氧化态。

除 Tl （ III ）之外， VA 族 Bi （ V ）和 IVA 族 Pb （ IV ）均有强氧化性，都是源于惰性电子对效应。 这是第六周期主族元素的特性。

―The end―