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释义 peng
硼(卷名:化学)
boron
  一种化学元素,化学符号为B,原子序数5,原子量10.811,属周期系ⅢA族。
  发现  约公元前2000年,古埃及、罗马、巴比伦曾用硼砂制造玻璃和焊接黄金。1808年J.-L.盖-吕萨克和L.-J.泰纳尔分别用金属钾还原硼酸制得单质硼。1892年H.穆瓦桑用镁还原硼酸,制得纯度为98%的硼。1909年E.温特劳布用氢和三氯化硼混合气流在水冷铜电极的电弧上还原,制得高纯硼。
  存在  硼在地壳中的含量为0.001%,除了泥土中含痕量硼,海水中含百万分之几的硼以外,硼的矿物有硼酸、硼砂、硼酸盐和硅硼酸盐等。碱性干盐湖往往沉积有硼酸盐。中国青海、西藏、东北地区有丰富的硼资源。硼有11种同位素,其中以稳定同位素硼10最重要。
  物理性质  硼为黑色或银灰色固体。纯无定形硼和晶形硼都是黑色的,晶形硼有四方形硼、α菱形硼和β菱形硼等八种变体,它们具有由多个硼原子组成的各种多面体的基本结构单元(见图)。晶形硼的熔点约2300℃,沸点2550℃, 相对密度2.34,硬度仅次于金刚石,较脆,有低的蒸气压和很高的电阻率,其电阻率随温度升高而迅速降低。
  化学性质  硼的氧化态为+3,电子构型为1s22s22p1。纯的晶形硼在室温下几乎是化学惰性的,而无定形硼在空气中可缓慢地氧化并在高温下燃烧成氧化硼。硼在盐酸或氢氟酸中长期煮沸也不起作用,它可分别被浓过氧化氢、热的1∶1硝酸、热的浓硝酸、浓硝酸和30%过氧化氢的混合物、王水、2∶1的浓硫酸和硝酸的混合物缓慢氧化为硼酸。硼与碳酸钠或碳酸钠和硝酸钠的混合物共熔,可氧化为硼酸盐。过二硫酸铵和高碘酸钾溶液也可以将硼缓慢溶解。硼能与卤素直接化合,形成卤化硼BX3(氟在室温下,氯、溴、碘分别在400、600和700℃与硼发生作用)。硼在 600~1000℃可与硫、硒、磷、砷反应;在1000~1400℃与氮、碳、硅作用,形成氮化硼BN、碳化硼B12C3及硅化硼B4Si和B6Si,它们具有很高的熔点和硬度。高温下硼还与许多金属和金属氧化物反应,形成金属硼化物。
  化合物  硼与金属或某些准金属及非金属(Si、N、P、As、C 等)的二元硼化物的组成是非化学计量的,例如Be5B、Ni4B3、B13As2、YB66等。硼的化合物通常是坚硬、耐熔、高电导率和化学惰性的物质,常具有特殊的性质。例如,ZrB2和TiB2的热导率和电导率比金属本身大10倍,熔点高出1000多度。其他化合物有三卤化硼、氧化硼、硼酸、硼砂、硼烷等。
  制法  用酸、碱分解硼矿物或用多元醇萃取,经蒸发、结晶可以提取硼酸或硼砂。单质硼的制法可用:①卤化物的氢还原法,用氢和三氯化硼的混合气流在热的钽丝或钨丝上沉积出晶形硼,纯度可达99.999%;②金属热还原法,即用镁还原硼酸;③氟硼酸钾熔融盐电解;④溴化硼、碘化硼、乙硼烷的热分解。
  应用  硼在高温时特别活泼,容易与氧、氮作用,可作冶金除气剂。硼与塑料或铝合金结合,可成为有效的中子屏蔽材料,硼钢在反应堆中用作控制棒。硼纤维用于制造复合材料,用途日益增多。
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更新时间:2024/7/1 5:56:14