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硼族元素

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硼族元素(Boron group)是位於元素週期表中ⅢA族的元素,包括(B)、(Al)、(Ga)、(In)、(Tl)、(Nh)六種,其中Uut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 [2] 
中文名
硼族元素
外文名
Boron group
外層電子
3個
成    員
硼,鋁,鎵,銦,鉈,鉨

目錄

硼族元素發現史

1808年,英國化學家戴維(Sir Humphry Davy, 1778—1829)在用電解的方法發現鉀後不久,又用電解熔融的三氧化二硼的方法制得棕色的硼。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。説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裏,鋁是珠寶店裏的商品、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。後電解氫氧化鎵的苛 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,將礦石燃燒後,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裏希特(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)。
1861年,威廉·克魯克斯和克洛德-奧古斯特·拉米(Claude-Auguste Lamy)利用火焰光譜法,分別獨自發現了鉈元素。由於在火焰中發出綠光,所以克魯克斯提議把它命名為"Thallium",源自希臘文中的"θαλλός"(thallos),即"綠芽"之意。
拉米用光譜儀,以黃鐵礦作為原料的硫酸生產過程會產生含硒物質,拉米對這一物質進行了光譜分析,觀察到了綠色譜線,因此推斷當中含有新元素。他友人弗雷德·庫爾曼(Fréd Kuhlmann)的硫酸工廠能夠提供大量的副產品,這為拉米的研究帶來了化學樣本上的幫助。他判斷了多種鉈化合物的性質,並通過電解法從鉈鹽產生了鉈金屬,再經熔鑄後製成了一小塊鉈金屬。
拉米在1862年倫敦國際博覽會上"為發現新的、充裕的鉈來源"而獲得一枚獎章。克魯克斯在抗議之後,也"為發現新元素鉈"而獲得獎章。兩人之間有關發現新元素的榮譽之爭議持續到1862至1863年。爭議在1863年6月克魯克斯獲選為英國皇家學會院士之後逐漸消退。

硼族元素性質

1、硼族元素基本性質
性質
B
Al
Ga
In
Tl
相對原子質量
10.81
26.98
69.72
114.82
204.38
外圍電子構型
2s22p1
3s23p1
4s24p1
5s25p1
6s26p1
原子半徑/pm
88
143
122
163
170
熔化熱/(kJ·mol-1)
22.2
10.7
5.6
3.3
4.3
汽化熱/(kJ·mol-1)
538.9
293.7
256.1
226.4
162.1
電子親和能/(kJ·mol-1)
23
44
36
34
50
第一電離能/(kJ·mol-1)
800.6
577.6
578.8
558.3
589.3
電負性
2.04
1.61
1.81
1.78
2.04
2.有關反應 [1] 
3.一些單鍵的平均鍵能(kJ/mol)
名 稱
鍵 能
名 稱
鍵 能
B-H
389
B-F
613
B-O
561
Al-O
512
B-B
293
Al-F
583
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。

硼族元素參見

·碳族元素Carbon group
·氮族元素Nitrogen group
氧族元素Chalcogen group
鹵族元素Halogen
參考資料
  • 1.    章梅芳 孫辰齡.《無機化學》自學指導書:高等教育出版社,1989年05月第1版:第295頁
  • 2.    張天藍,姜風超.無機化學:人民衞生出版社,2016:263