請(qǐng)教三氧化二硼（B2O3）的化學(xué)性質(zhì)有哪些?。?/h2>

3. 化學(xué)性質(zhì)

氧化硼是酸性氧化物，熔融時(shí)可以溶解許多堿性的金屬氧化物，生成有特征顏色的玻璃狀硼酸鹽和偏硼酸鹽（玻璃）。這是硼砂珠試驗(yàn)定性鑒別金屬的原理。例如： （藍(lán)色） （黃色） 氧化硼可以被堿金屬、鋁和鎂還原為單質(zhì)硼： 反應(yīng)后用鹽酸處理反應(yīng)混合物，MgO、B2O3和Mg溶于鹽酸，過(guò)濾后得到粗硼。氧化硼在高溫時(shí)不能為碳還原（高溫下可以形成碳化硼）。高溫下氧化硼與碳和氯氣反應(yīng)，可以得到三氯化硼： 600 °C時(shí)，氧化硼與氨反應(yīng)可以得到氮化硼（BN），與氫化鈣反應(yīng)則得到六硼化鈣（CaB6）。 氧化硼是硼酸的酸酐，溶于水時(shí)會(huì)放出大量熱生成偏硼酸和硼酸：

硼化物的硼化物的類(lèi)型

一、性質(zhì)：

六硼化鈣的分子式CaB6，是黑灰色粉末，溶點(diǎn)為2235℃，相對(duì)密度（15℃）2.33g/cm3，硬度（莫氏）9，不溶于鹽酸、氫氟酸、稀硫酸。不溶于水，能被氯、氟、硝酸及過(guò)氧化氫等氧化劑所侵蝕，與堿反應(yīng)很慢。在常溫下，空氣中穩(wěn)定不易燃。具有半導(dǎo)體性質(zhì)和中子吸收性能、無(wú)毒性。

二、質(zhì)量：

B≥55.5% Ca≥30% C≤8%

粒度：20#～60# 20#～80# －100# －325# －400#或按客戶(hù)要求生產(chǎn)

三、用途：

1、用作鎂碳磚中防氧化劑；

2、用作白云石炭和鎂白云石炭耐火材料的抗氧化、抗侵蝕和提高熱態(tài)強(qiáng)度的含硼添加劑；

3、用作高導(dǎo)銅提高強(qiáng)度的脫氧除氣劑和無(wú)氧銅、純銅鑄件的脫氧劑

4、用作核工業(yè)防中子的新型材料；

5、用作居禮溫度900K的自旋電子組件用的新型半導(dǎo)體材料；

6、用作制造三氯化硼（BCL3）和無(wú)定型硼的原料；

7、用作制造高純度金屬硼化物（TiB2、ZrB2、HfB2等）以及高純度硼合金（Ni-B、Co-B、Cu-B等）的原材料；

8、用作制造含觸媒劑鈣-硼氮化物（Ca3B2N4）和六方氮化物的混合物，用其生產(chǎn)性能優(yōu)異的晶體立方氮化硼；

9、用作硼合金鑄鐵的脫硫除氧增硼劑；

10、用作硼鋼的脫硫除氧增硼劑；

11、特殊鋼材內(nèi)的細(xì)晶劑。

如何解決含碳耐火材料的易氧化問(wèn)題

最好的辦法是不用碳，例如在精煉鋼包中使用剛玉質(zhì)磚或剛玉質(zhì)預(yù)制件，徹底去掉碳的氧化之煩惱。這已是成功的例子。

如果必須加入一點(diǎn)碳，則最好是在滿足熱震前提下盡可能少加碳，如現(xiàn)在流行的低碳磚，國(guó)內(nèi)外已做到最好的含3%的鎂碳磚，使用效果很好。

再就是由鎂碳磚磚改為鎂鐵磚，也可起到相同的使用效果。

如果作用還不能達(dá)到目標(biāo)，則可加入一點(diǎn)中瀝青效果也不錯(cuò)。

防氧化不是目標(biāo)，滿足使用才是目標(biāo)?。。?！

元素周期表中5號(hào)元素是什么？

B 硼

硼

百科名片

硼硼（péng），原子序數(shù)5，原子量10.811。約公元前200年，古埃及、羅馬、巴比倫曾用硼沙制造玻璃和焊接黃金。1808年法國(guó)化學(xué)家蓋·呂薩克和泰納爾分別用金屬鉀還原硼酸制得單質(zhì)硼。硼在地殼中的含量為0.001%。天然硼有2種同位素：硼10和硼11，其中硼10最重要。硼為黑色或銀灰色固體。晶體硼為黑色，熔點(diǎn)約2300°C，沸點(diǎn)3658°C，密度2.34克/立方厘米;，硬度僅次于金剛石，較脆。

目錄

基本信息

詳細(xì)介紹

性狀特點(diǎn)

硼的應(yīng)用

其他說(shuō)法發(fā)現(xiàn)過(guò)程：

元素描述：

元素輔助資料：

主要硼產(chǎn)品：

硼與人體健康

元素周期表·硼硼的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

單質(zhì)硼

單質(zhì)硼的結(jié)構(gòu)

單質(zhì)硼的性質(zhì)

單質(zhì)硼的制備

三氧化二硼

三氧化二硼的制備與結(jié)構(gòu)

三氧化二硼性質(zhì)

硼酸和硼酸鹽

硼酸的結(jié)構(gòu)

硼酸的性質(zhì)

硼砂的結(jié)構(gòu)

硼砂的性質(zhì)

三鹵化硼

三鹵化硼的制備

三鹵化硼的性質(zhì)

三鹵化硼的結(jié)構(gòu)

基本信息

詳細(xì)介紹

性狀特點(diǎn)

硼的應(yīng)用

其他說(shuō)法 發(fā)現(xiàn)過(guò)程：

元素描述：

元素輔助資料：

主要硼產(chǎn)品：

硼與人體健康

元素周期表·硼 硼的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

單質(zhì)硼

單質(zhì)硼的結(jié)構(gòu)

單質(zhì)硼的性質(zhì)

單質(zhì)硼的制備

三氧化二硼

三氧化二硼的制備與結(jié)構(gòu)

三氧化二硼性質(zhì)

硼酸和硼酸鹽

硼酸的結(jié)構(gòu)

硼酸的性質(zhì)

硼砂的結(jié)構(gòu)

硼砂的性質(zhì)

三鹵化硼

三鹵化硼的制備

三鹵化硼的性質(zhì)

三鹵化硼的結(jié)構(gòu)

展開(kāi) 編輯本段基本信息

硼 拼音:péng 部首:石, 部外筆畫(huà):8, 總筆畫(huà):13 五筆8698:DEEG 倉(cāng)頡:MRBB 四角號(hào)碼:17620 UniCode:CJK 統(tǒng)一漢字 U+787C 英文：Boron

編輯本段詳細(xì)介紹

屬于非金屬元素，符號(hào)B（borum) 原子體積:(立方厘米/摩爾) 4.6

元素在海水中的含量:(ppm) 4.41 元素在太陽(yáng)中的含量:(ppm) 0.002 地殼中含量：（ppm） 950 莫氏硬度：9.3 氧化態(tài)： Main B+3 Other 化學(xué)鍵能： (kJ /mol) 元素周期性質(zhì)

B-H 381 B-H-B 439 B-C 372 B-O 523 B-F 644 B-Cl 444 B-B 335 晶胞參數(shù)： a = 506 pm b = 506 pm c = 506 pm α = 58.06° β = 58.06° γ = 58.06° 用途

電離能 (kJ/ mol) M – M+ 800.6 M+ – M2+ 2427 M2+ – M3+ 3660 M3+ – M4+ 25025 M4+ – M5+ 32822 晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為三斜晶胞。

編輯本段性狀特點(diǎn)

硼在室溫下比較穩(wěn)定，即使在鹽酸或氫氟酸中長(zhǎng)期煮沸也不起作用。硼能和鹵族元素直接化合，形成鹵化硼。硼在600～1000°C可與硫、錫、磷、砷反應(yīng)；在1000～1400°C與氮、碳、硅作用，高溫下硼還與許多金屬和金屬氧化物反應(yīng)，形成金屬硼化物。這些化合物通常是高硬度、耐熔、高電導(dǎo)率和化學(xué)惰性的物質(zhì)，常具有特殊的性質(zhì)。

編輯本段硼的應(yīng)用

硼的應(yīng)用比較廣泛。硼與塑料或鋁合金結(jié)合，是有效的中子屏蔽材料；硼鋼在反應(yīng)堆中用作控制棒；硼纖維用于制造復(fù)合材料等。由于硼在高溫時(shí)特別活潑，因此被用來(lái)作冶金除氣劑、鍛鐵的熱處理、增加合金鋼高溫強(qiáng)固性，硼還用于原子反應(yīng)堆和高溫技術(shù)中。棒狀和條狀硼鋼在原子反應(yīng)堆中廣泛用作控制棒。由于硼具有低密度、高強(qiáng)度和高熔點(diǎn)的性質(zhì)，可用來(lái)制作導(dǎo)彈的火箭中所用的某些結(jié)構(gòu)材料。硼的化合物在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、玻璃工業(yè)等方面用途很廣。

編輯本段其他說(shuō)法

元素名稱(chēng)：硼 元素原子量：10.81 元素類(lèi)型：非金屬 原子序數(shù)：5 元素符號(hào)：B 元素中文名稱(chēng)：硼 元素英文名稱(chēng)：Boron 相對(duì)原子質(zhì)量：10.81 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)：5 核外電子數(shù)：5 核電核數(shù)：5 質(zhì)子質(zhì)量：8.365E-27 質(zhì)子相對(duì)質(zhì)量：5.035 所屬周期：2 所屬族數(shù)：IIIA 摩爾質(zhì)量：11 氫化物：B2H6（現(xiàn)在還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)BH3） 氧化物：B2O3 最高價(jià)氧化物化學(xué)式：B2O3 密度：2.34 熔點(diǎn)：2300.0 沸點(diǎn)：3658 熱導(dǎo)率: W/(m·K) 27.4 聲音在其中的傳播速率：（m/S） 16200 外圍電子排布：2s2 2p1 核外電子排布：2,3 顏色和狀態(tài)：固體 原子半徑：1.17 常見(jiàn)化合價(jià)：+3 發(fā)現(xiàn)人：戴維、蓋呂薩克、泰納 發(fā)現(xiàn)年代：1808年

發(fā)現(xiàn)過(guò)程：

1808年，英國(guó)的戴維和法國(guó)的蓋呂薩克、泰納，用鉀還原硼酸而制得硼。

元素描述：

它是最外層少于4個(gè)電子的僅有的非金屬元素。其單質(zhì)有無(wú)定形和結(jié)晶形兩種。前者呈棕黑色到黑色的粉末。后者呈烏黑色到銀灰色，并有金屬光澤。硬度與金剛石相近。無(wú)定形的硼密度2.3克/厘米3，（25-27℃）；晶形的硼密度2.31克/厘米3，熔點(diǎn)2300℃，沸點(diǎn)2550℃，。在室溫下無(wú)定形硼在空氣中緩慢氧化，在800℃左右能自燃。硼與鹽酸或氫氟酸，即使長(zhǎng)期煮沸，也不起作用。它能被熱濃硝酸和重鉻酸鈉與硫酸的混合物緩慢侵蝕和氧化。過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸銨也能緩慢氧化結(jié)晶硼。上述試劑與無(wú)定形硼作用激烈。與堿金屬碳酸鹽和氫氧化物混合物共熔時(shí)，所有各種形態(tài)的硼都被完全氧化。氯、溴、氟與硼作用而形成相應(yīng)的鹵化硼。約在600℃硼與硫激烈反應(yīng)形成一種硫化硼的混合物。硼在氮或氨氣中加熱到1000℃以上則形成氮化硼，溫度在1800-2000℃是硼和氫仍不發(fā)生反應(yīng)，硼和硅在2000℃以上反應(yīng)生成硼化硅。在高溫時(shí)硼能與許多金屬和金屬氧化物反應(yīng)，生成金屬硼化物。硼在600～1000°C可與硫、錫、磷、砷反應(yīng)；在1000～1400°C與氮、碳、硅作用，高溫下硼還與許多金屬和金屬氧化物反應(yīng)，形成金屬硼化物。這些化合物通常是高硬度、耐熔、高電導(dǎo)率和化學(xué)惰性的物質(zhì)，常具有特殊的性質(zhì)。 元素來(lái)源：在自然界中,硼只以其化合物形式存在著(像在硼砂、硼酸中,在植物和動(dòng)物中只存在有痕量的硼),通常由電解熔融的氟硼酸鉀和氯化鉀或熱還原它的其他化合物(如氧化硼)制得 制備方法有：硼的氧化物用活潑金屬熱還原；用氫還原硼的鹵化物；用碳熱還硼砂；電解熔融硼酸鹽或其他含硼化合物；熱分解硼的氫化合物上述方法所得初產(chǎn)品均應(yīng)真空除氣或控制鹵化，才可制得高純度的硼。 元素用途：它主要用于冶金(如為了增加鋼的硬度)及核子學(xué)中,因?yàn)樗罩凶幽芰?qiáng) 由于硼在高溫時(shí)特別活潑，因此被用來(lái)作冶金除氣劑、鍛鐵的熱處理、增加合金鋼高溫強(qiáng)固性，硼還用于原子反應(yīng)堆和高溫技術(shù)中。棒狀和條狀硼鋼在原子反應(yīng)堆中廣泛用作控制棒。由于硼具有低密度、高強(qiáng)度和高熔點(diǎn)的性質(zhì)，可用來(lái)制作導(dǎo)彈的火箭中所用的某些結(jié)構(gòu)材料。硼的化合物在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、玻璃工業(yè)等方面用途很廣。

元素輔助資料：

天然含硼的化合物硼砂（Na2B4O7·10H2O）早為古代醫(yī)藥學(xué)家所知悉。我國(guó)西藏是世界上盛產(chǎn)硼砂的地方。 1702年法國(guó)醫(yī)生霍姆貝格首先從硼砂制得硼酸，稱(chēng)為salsedativum，即鎮(zhèn)靜鹽。1741年法國(guó)化學(xué)家帕特指出，硼砂與硫酸作用除生成硼酸外，還得到硫酸鈉。1789年拉瓦錫把硼酸基列入元素表。1808年英國(guó)化學(xué)家戴維和法國(guó)化學(xué)家蓋呂薩克、泰納各自獲得單質(zhì)硼。硼的拉丁名稱(chēng)為 boracium，元素符號(hào)為B。這一詞來(lái)自borax（硼砂）。 硼的應(yīng)用比較廣泛。硼與塑料或鋁合金結(jié)合，是有效的中子屏蔽材料；硼鋼在反應(yīng)堆中用作控制棒；硼纖維用于制造復(fù)合材料等。

主要硼產(chǎn)品：

硼化物 三溴化硼 二硼化鈦 二硼化鉻 氮化硼 99.99%六方氮化硼 99.9%六方氮化硼 硼合金 硼銅合金 硼鋼合金 硼化物 （1）三溴化硼： 無(wú)色或稍帶黃色的發(fā)煙液體，有強(qiáng)烈的刺激性臭味。臨界溫度300℃，折射率1.5312。 （2）二硼化鈦： 二硼化鈦為灰白色六方形晶體或粉末，無(wú)味。其熔點(diǎn)2980℃，密度4.5～4.52，硬度（Hi）3600。它具有優(yōu)良的抗氧化性及導(dǎo)電性能。平均粒徑D=4～8μ。 （3） 二硼化鉻： 熔點(diǎn)1760℃，抗氧化性能好，高溫強(qiáng)度大。

編輯本段硼與人體健康

食物來(lái)源 黃豆、葡萄干、杏仁、花生、榛子、棗、葡萄酒、蜂密，酒類(lèi)，例如蘋(píng)果酒和啤酒。 代謝吸收 有關(guān)硼的吸收代謝目前還未充分了解，膳食中很容易吸收，并大部分由尿排出，在血液中是與氧結(jié)合，為B(OH)3，和B(OH)4，硼酸與有機(jī)化合物的羥基形成酯化物。動(dòng)物與人的血液中硼的含量很低，并與膳食中鎂的攝入有關(guān)，鎂攝入低時(shí)，血液中硼的含量就增加。硼可在骨中蓄積，但尚不清楚是何種形式。 生理功能 硼普遍存在于蔬果中，是維持骨的健康和鈣、磷、鎂正常代謝所需要的微量元素之一。對(duì)停經(jīng)后婦女防止鈣質(zhì)流失、預(yù)防骨質(zhì)疏松癥具有功效，硼的缺乏會(huì)加重維生素D的缺乏；另一方面，硼也有助于提高男性睪丸甾酮分泌量，強(qiáng)化肌肉，是運(yùn)動(dòng)員不可缺少的營(yíng)養(yǎng)素。硼還有改善腦功能，提高反應(yīng)能力的作用。雖然大多數(shù)人并不缺硼，但老年人有必要適當(dāng)注意攝取。 硼的生理功能還未確定，目前有兩種假說(shuō)解釋硼缺乏時(shí)出現(xiàn)的明顯而不同的反應(yīng)，以及已知硼的生化特性。一種假說(shuō)是，硼是一種代謝調(diào)節(jié)因子，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制一些關(guān)鍵酶的反應(yīng)，來(lái)控制許多代謝途徑。另一種是，硼具有維持細(xì)胞膜功能穩(wěn)定的作用，因而，它可以通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)性陰離子或陽(yáng)離子的跨膜信號(hào)或運(yùn)動(dòng)，來(lái)影響膜對(duì)激素和其他調(diào)節(jié)物質(zhì)的反應(yīng)。 被提出可能有的功能： 1.維持骨質(zhì)密度。 2.預(yù)防骨質(zhì)疏松。 3.加速骨折的愈合。 4.減輕風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎癥狀。 需要人群 更年期女性，骨病患者應(yīng)補(bǔ)充硼元素。 生理需要 目前尚未確定，但膳食中硼的攝入為0.5-3.5mg/d，需要量大于0.3mg/d。值得注意的是，當(dāng)硼以硼酸類(lèi)以外的形態(tài)應(yīng)用時(shí)會(huì)致命，尤其在皮膚或黏膜有破損時(shí)，情況將更加嚴(yán)重。 過(guò)量表現(xiàn) 硼、硼酸、硼砂都是低毒類(lèi)蓄積性毒物，每天口服100mg，可引起慢性中毒，肝、腎臟受到損壞，腦和肺出現(xiàn)水腫。 硼缺乏癥 1.生長(zhǎng)發(fā)育緩慢可能與硼的缺乏有關(guān)。 2.缺硼可能引起骨質(zhì)疏松。 硼化 （Boronized）

編輯本段元素周期表·硼

硼，BORON，源自硼砂borax和碳carbon，1808年發(fā)現(xiàn)，硼是一種非金屬，化合物以硼砂（四硼酸鈉）和硼酸最為著名，后者是起清潔殺菌作用，對(duì)眼睛有益處的一種酸。美國(guó)的各種工業(yè)每年對(duì)硼的需要量，都在240，000t以上。在農(nóng)業(yè)上，硼即可制成肥料，也是一種很好的除草劑。

硼的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

盡管人們很久以前就和硼打交道，如古代埃及制造玻璃時(shí)已使用硼砂作熔劑，古代煉丹家也使用過(guò)硼砂，但是硼酸的化學(xué)成分19世紀(jì)初還是個(gè)謎。 1808年，英國(guó)化學(xué)家戴維（Sir Humphry Davy, 1778—1829）在用電解的方法發(fā)現(xiàn)鉀后不久，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(guó)化學(xué)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(wú)水硼酸制得單質(zhì)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(shuō)明古代阿拉伯人就已經(jīng)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(hào)為B，中譯名為硼。直至1981年，人們才認(rèn)識(shí)到硼不僅是植物，而且是動(dòng)物合人類(lèi)所必須的元素。當(dāng)時(shí)報(bào)道的一項(xiàng)早期研究結(jié)果提示了硼的必要性，在這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，給雛雞喂飼維生素D不足但并不完全缺乏的飼料時(shí)，硼能夠改善其骨骼鈣化。

單質(zhì)硼

單質(zhì)硼有多種同素異形體,無(wú)定形硼為棕色粉末，晶體硼呈灰黑色．單質(zhì)硼的硬度近似于金剛石，有很高的電阻，但它的導(dǎo)電率卻隨著溫度的升高而增大。關(guān)于單質(zhì)硼，我們作如下介紹： 單質(zhì)硼的結(jié)構(gòu) 單質(zhì)硼的性質(zhì) 單質(zhì)硼的制備

單質(zhì)硼的結(jié)構(gòu)

B原子的價(jià)電子結(jié)構(gòu)是2s2px2py，它能提供成鍵的電子是2s2p，還有一個(gè)P軌道是空的。B原子的價(jià)電子少于價(jià)層電子數(shù)，在成鍵時(shí)，價(jià)電子未被充滿，所以B原子是缺電子原子，容易形成多中心鍵。所謂多中心鍵就是指較多的原子靠較少的電子結(jié)合起來(lái)的一種離域的共價(jià)鍵。例如用一對(duì)電子將三個(gè)原子結(jié)合在一起，既稱(chēng)為三中心兩電子鍵。 晶態(tài)單質(zhì)硼有多種變體，它們都以B12正二十面體為基本的結(jié)構(gòu)單元。這個(gè)二十面體由12個(gè)B原子組成，20個(gè)接近等邊三角形的棱面相交成30條棱邊和12個(gè)角頂，每個(gè)角頂為一個(gè)B原子所占據(jù)。 由于B12二十面體的連接方式不同，鍵也不同，形成的硼晶體類(lèi)型也不同。我們僅介紹其中最普通的一種α－菱形硼。 α－菱形硼是由B12單元組成的層狀結(jié)構(gòu)，這是α－菱形硼晶格的俯視圖和三中心鍵情況。由圖中可以清楚的看到，α－菱形硼晶體中既有普通的σ鍵，又有三中心兩電子鍵。許多B原子的成鍵電子在相當(dāng)大的程度上是離域的，這樣的晶體屬于原子晶體，因此晶態(tài)單質(zhì)硼的硬度大，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)也不活潑。 在α－菱形硼晶格中，每個(gè)二十面體通過(guò)處在腰部的6個(gè)B原子以三中心兩電子鍵與在同一平面內(nèi)的相鄰的6個(gè)二十面體連接起來(lái)，（圖中虛線三角形表示三中心兩電子鍵，鍵距203pm）。這種二十面體組成的片層，層面結(jié)合靠的是二十面體的上下各3 個(gè)B原子以6個(gè)正常的B—B共價(jià)鍵（即兩中心兩電子鍵，鍵長(zhǎng)171pm）同上下兩層的6個(gè)附近的二十面體相連接，3個(gè)在上一層，3個(gè)在下一層。 在硼的二十面體結(jié)構(gòu)單元中，B12的36個(gè)電子是如下分配的：在二十面體內(nèi)有13個(gè)分子軌道，用去26個(gè)電子；每個(gè)二十面體同上下相鄰的6個(gè)二十面體形成6個(gè)兩中心兩電子共價(jià)鍵，用去了6個(gè)電子；在二十面體腰部的6個(gè)B原子與同平面上周?chē)噜彽?個(gè)三中心兩電子鍵，用去了6×2/3=4個(gè)電子。結(jié)果總電子數(shù)是26+6+4=36,所有的電子都已用于形成復(fù)雜的多面體結(jié)構(gòu)。 一個(gè)三中心兩電子鍵是由3個(gè)B原子以各自的一個(gè)sp雜化軌道重疊形成的，重疊的交角是120，形成了特有的[]三角棱面，這種閉合的三中心鍵的分子軌道能級(jí)圖如下： 三個(gè)雜化原子形成一個(gè)成鍵分子軌道和兩個(gè)反鍵分子軌道，在這個(gè)成鍵分子軌道里有一對(duì)電子。

單質(zhì)硼的性質(zhì)

晶態(tài)硼較惰性，無(wú)定形硼則比較活潑。 (1)與非金屬作用 高溫下B能與N2、O2、S、X2等單質(zhì)反應(yīng),例如它能在空氣中燃燒生成B2O3和少量BN, 在室溫下即能與F2發(fā)生反應(yīng)，但它不與H2作用。 (2)B能從許多穩(wěn)定的氧化物（如SiO2，P2O5，H2O等）中奪取氧而用作還原劑。例如在赤熱下，B與水蒸氣作用生成硼酸和氫氣： 2B+6H2O(g)==2B(OH)3+3H2↑ (3)與酸作用 B不與鹽酸作用，但與熱濃H2SO4，熱濃HNO3作用生成硼酸： 2B+3H2SO4(濃)==2B(OH)3+3SO2↑ B+3HNO3(濃)==B(OH)3+ 3NO2↑ (4)與強(qiáng)堿作用 在氧化劑存在下，硼和強(qiáng)堿共熔得到偏硼酸鹽： 2B+2NaOH+3KNO2==2NaBO2+3KNO2+H2O (5)與金屬作用 高溫下硼幾乎能與所有的金屬反應(yīng)生成金屬硼化物。它們是一些非整比化合物。組成中B原子數(shù)目越多，其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。 無(wú)定形硼用于生產(chǎn)硼鋼，硼鋼的抗沖擊性能好，又因?yàn)锽有吸收中子的特性，硼鋼不僅是制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)質(zhì)鋼材，還用于制造原子反應(yīng)堆的控制棒。

單質(zhì)硼的制備

工業(yè)上制備一般有兩種方法： (1)堿法 ①用濃堿液分解硼鎂礦得偏硼酸鈉： ②將NaBO2在強(qiáng)堿溶液中結(jié)晶出來(lái),使之溶于水成為較濃的溶液，通入CO2調(diào)節(jié)堿度,濃縮結(jié)晶即得到四硼酸鈉,即硼砂: ③將硼砂溶于水，用硫酸調(diào)節(jié)酸度,可析出溶解度小的硼酸晶體: ④加熱使硼酸脫水生成B2O3： ⑤用鎂或鋁還原B2O3得到粗硼: (2)酸法 用硫酸分解硼鎂礦一步制得硼酸: 此方法雖簡(jiǎn)單,但須耐酸設(shè)備等條件,不如減法好。 粗硼用鹽酸.氫氧化鈉.和氟化氫處理，可得純度為95-98%的棕色無(wú)定形硼。 (3)碘化硼熱解制碘化硼 將碘化硼在灼熱（1000-1300K）的鉭絲上熱解，可達(dá)到純度達(dá)99.95%-菱形硼：

三氧化二硼

硼被稱(chēng)為親氧元素，硼氧化合物有很高的穩(wěn)定性。關(guān)于B2O3，我們介紹如下： 三氧化二硼的制備與結(jié)構(gòu) 三氧化二硼性質(zhì)

三氧化二硼的制備與結(jié)構(gòu)

制備B2O3的一般方法是加熱硼酸H3BO3使之脫水： 在高溫下脫水可得玻璃態(tài)的B2O3，很難粉碎；在200℃以下減壓緩慢脫水，可得白色粉末狀B2O3，它是硼酸的酸酐，有很強(qiáng)的吸水性，在潮濕的空氣中同水結(jié)合轉(zhuǎn)化成硼酸。因此可以用作干燥劑。 X-射線結(jié)構(gòu)測(cè)定表明，晶體狀B2O3是由畸變的BO4四面體組成的六方晶格，而無(wú)定形B2O3是由平面三角形BO3的基本單元構(gòu)成的。在1000℃以上氣態(tài)B2O3分子是單分子，其構(gòu)型是角形分子： 氣態(tài)B2O3分子中鍵角B-O-B不固定。

三氧化二硼性質(zhì)

(1)B2O3的熔點(diǎn)723K，沸點(diǎn)2338K。B2O3易溶于水，重新生成硼酸。但在熱的水蒸氣中則生成揮發(fā)性的偏硼酸HBO2，同時(shí)放熱： B2O3（無(wú)定形）+3H2O（l）=2H3BO3（aq） (2)熔融的B2O3可以溶解許多金屬氧化物而得到有特征顏色的片硼酸鹽玻璃，這個(gè)反應(yīng)可用于定性分析中，用來(lái)鑒定金屬離子，稱(chēng)之為硼珠試驗(yàn)。例如： B2O3+CuO==Cu(BO2)2藍(lán)色 B2O3+NiO==Ni(BO2)2 綠色 (3)B2O3與NH3在873K時(shí)反應(yīng)可制得氮化硼(BN)x，其結(jié)構(gòu)與石墨相同. (4)B2O3在873K時(shí)與CaH2反應(yīng)生成六硼化鈣CaB6，金屬硼化物在電子工業(yè)中有重要用途。

硼酸和硼酸鹽

關(guān)于硼酸和硼酸鹽，我們介紹： 硼酸的結(jié)構(gòu) 硼酸的性質(zhì) 硼砂的結(jié)構(gòu) 硼砂的性質(zhì)

硼酸的結(jié)構(gòu)

在H3BO3的晶體中，每個(gè)B 原子以三個(gè)sp雜化軌道與三個(gè)O 原子結(jié)合成平面三角形結(jié)構(gòu)（平面三角形的BO3是構(gòu)成B2O3，硼酸和多硼酸的基本結(jié)構(gòu)單元），每個(gè)O 原子除以共價(jià)鍵與1個(gè)B原子和1個(gè)H原子相結(jié)合外，還通過(guò)氫鍵與另一個(gè)H3BO3單元中的H原子結(jié)合而連成片層結(jié)構(gòu)，層與層之間則以微弱的范德華力相吸引。所以硼酸晶體是片狀的，有滑膩感，可作潤(rùn)滑劑。

硼酸的性質(zhì)

(1)H3BO3是白色片狀晶體，微溶于水（273K時(shí)溶解度為6.35g/(100gH2O)），加熱時(shí)，由于晶體中的部分氫鍵斷裂，溶解度增大（373K時(shí)溶解度為27.6 g/(100gH2O)）。 (2)H3BO3是個(gè)一元弱酸，Ka=5.8×10，它之所以有弱酸性并不是它本身電離出質(zhì)子H，而是由于B是缺電子原子，它加合了來(lái)自H2O分子中OH的（其中O原子上的孤對(duì)電子對(duì)向B原子的空的P軌道上配位）而釋放出H離子： (3)硼酸的這種電離方式表現(xiàn)出了硼化合物是缺電子特點(diǎn)。所以硼酸是一個(gè)典型的路易士酸，它的酸性可因加入甘露醇或甘油（丙三醇）而大為增強(qiáng)，例如硼酸溶液的pH≈5~6，加入甘油后，pH≈3~4。 表現(xiàn)出一元酸的性質(zhì)，可用強(qiáng)堿來(lái)滴定。 (4)硼酸和甲醇或乙醇在濃H2SO4存在的條件下，生成硼酸酯，硼酸酯在高溫下燃燒揮發(fā)，產(chǎn)生特有的綠色火焰，此反應(yīng)可用于鑒別硼酸，硼酸鹽等化合物。 (5)硼酸加熱脫水分解過(guò)程中，先轉(zhuǎn)變?yōu)槠鹚酘BO3，繼續(xù)加熱變成B2O3。 (6)在同極強(qiáng)的酸性氧化物(如P2O5或AsO5)或酸反應(yīng)時(shí), H3BO3被迫表現(xiàn)出弱堿性，如 B(OH)3+H3PO4===BPO4+3H2O

硼砂的結(jié)構(gòu)

硼酸和硅酸相似，可以縮合為鏈狀或環(huán)狀的多硼酸x B2O3yH2O,所不同的是在多硅酸中有兩種結(jié)構(gòu)單元:一種即B2O3平面三角形,另一種系B原子以sp雜化軌道與O原子結(jié)合而成的BO4四面體。多硼酸不能穩(wěn)定存在于溶液中，但多硼酸卻很穩(wěn)定,其中最重要的因素是四硼酸鈉鹽Na2B4O5(OH)48H2O,亦稱(chēng)之為硼砂。四硼酸根陽(yáng)離子[B4O5(OH)4]的立體結(jié)構(gòu)如下： 在[B4O5(OH)4]中，4配位的B原子是BO4四面體結(jié)構(gòu)單元中的中心原子，而3配位的B原子是BO3平面三角形結(jié)構(gòu)單元中的中心原子。即在四硼酸根中有兩個(gè)BO3平面三角形和兩個(gè)BO4四面體通過(guò)共用角頂O原子而聯(lián)結(jié)起來(lái)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 四硼酸鈉鹽Na2B4O5(OH)48H2O，工業(yè)上一般把它的化學(xué)式寫(xiě)成Na2B4O7·10H2O。

硼砂的性質(zhì)

(1)硼砂是無(wú)色半透明的晶體或白色結(jié)晶粉末。在空氣中容易失水風(fēng)化，加熱到650K左右，失去全部結(jié)晶水成無(wú)水鹽，在1150K熔成玻璃態(tài)。 (2)熔融狀態(tài)的硼砂同BO3一樣，亦有硼珠反應(yīng)，也能溶解一些金屬氧化物，并依金屬的不同而顯出特征的顏色，例如： Na2B4O7+CoO==2NaBO2Co(BO2)2 石藍(lán)色 此反應(yīng)可用于定性分析及焊接金屬時(shí)除銹。 (3)硼砂是一個(gè)強(qiáng)堿弱酸鹽，可溶于水，在水溶液中水解而顯頗強(qiáng)的堿性： 也可寫(xiě)成： 硼砂水解時(shí)得到等物質(zhì)的量的酸和堿，所以這個(gè)水溶液具有緩沖作用。硼砂易于提純，水溶液又顯堿性，在實(shí)驗(yàn)室中常用它配制緩沖溶液或作為標(biāo)定酸濃度的基準(zhǔn)物質(zhì)。在工業(yè)上還可用做肥皂和洗衣粉的填料。

三鹵化硼

三鹵化硼是硼的特征鹵化物，我們從以下三個(gè)方面介紹三鹵化硼： 三鹵化硼的制備 三鹵化硼的性質(zhì) 三鹵化硼的結(jié)構(gòu)

三鹵化硼的制備

(1)以螢石，濃H2SO4和B2O3反應(yīng)制備BF3： B2O3+3CaF2+3H2SO4==2BF3+3CaSO4+3H2O (2)用B2O3與HF酸作用,也可制得BF3: B2O3+6HF==2BF3+3H2O (3)用置換法,使BF3與AlCl3或AlBr3反應(yīng),可得BCl3或BBr3: BF3(g)+ AlCl3==AlF3+ BCl3 BF3(g)+ AlBr3==AlF3+ BBr3 (4)用鹵化法,以B2O3和C為原料,通入Cl2氣,也可制備BCl3: B2O3+3C+3Cl2==2BCl3+3CO (5)硼與鹵素直接反應(yīng),也可得到三鹵化硼: 2B+3X2==2BX3

三鹵化硼的性質(zhì)

三鹵化硼的基本物理性質(zhì)列于下表中： (1)三鹵化硼都是共價(jià)化合物，熔、沸點(diǎn)均很低，并有規(guī)律地按F、Cl、B、I順序而逐漸增高，它們的揮發(fā)性隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而降低。 (2)三鹵化硼的蒸氣分子均為單分子。 (3)BF3是無(wú)色的有窒息氣味的氣體，不能燃燒，BF3水解也得到與H2SiF6相當(dāng)?shù)姆鹚酘BF4： 氟硼酸是個(gè)強(qiáng)酸，僅以離子狀態(tài)存在于水溶液中。 (4)BF3是缺電子化合物，是很強(qiáng)的路易斯酸，它可以同路易士堿如水、醚、醇、胺等結(jié)合生成加合物。由于BF3是個(gè)強(qiáng)電子接受體，它在許多有機(jī)反應(yīng)中用作催化劑。 (5)給BCl3略加壓力它即可液化，它是無(wú)色具有高折射率的液體。在潮濕的空氣中發(fā)煙并在水中強(qiáng)烈水解： BCl3+3H2O==H3BO3+3HCl↑ 同BF3相比， BCl3是一個(gè)不太強(qiáng)的路易斯酸。（硼的鹵化物在組成和物理性狀方面和硅的鹵化物很相似，化學(xué)性質(zhì)也很相似。例如BCl3和SiCl4都強(qiáng)烈地水解，但水解機(jī)理不同。任何鹵化物水解，必先同水分子配合。SiCl4能與水分子配位，是因?yàn)镾i原子有d軌道，其配位數(shù)可高達(dá)6的緣故。而B(niǎo)Cl3能與水分子配位，是因?yàn)樗侨彪娮臃肿印＃?/p>

三鹵化硼的結(jié)構(gòu)

三鹵化硼的分子結(jié)構(gòu)都是平面三角形，表明B原子都是sp2雜化，如果把B-X鍵都當(dāng)作單鍵來(lái)考慮，理論值與實(shí)測(cè)鍵長(zhǎng)結(jié)果如下： 硼鹵鍵長(zhǎng)比計(jì)算值要短得多，顯然是由于在B原子和鹵原子之間形成了p-π配鍵。以BF3為例說(shuō)明如下： 在B原子上有一個(gè)空的2p軌道沒(méi)有參加雜化，它垂直于三角形的BF3分子平面，這個(gè)空軌道可以從三個(gè)F原子上的任何一個(gè)已經(jīng)充滿電子的對(duì)稱(chēng)性相同的p軌道接受一對(duì)電子，形成了一定程度的不定域的pπ配鍵，從而使B-F鍵有一定程度的復(fù)鍵的性質(zhì)，結(jié)果使鍵長(zhǎng)短于正常的單鍵。這樣就使B原子周?chē)辛?個(gè)電子。[1]

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