硼
硼元素的特点及应用
硼元素的特点及应用
硼(B)是一种非金属元素,其特点及应用非常广泛。在这里,我将详细介绍硼元素的特点和应用。
首先,让我们来了解硼元素的特点。硼是一种非金属元素,它具有许多独特的性质。首先,硼的原子半径相对较小,电负性较高,有较强的电负性和吸电子能力。其次,硼的晶体结构可表现为原子堆积的板状结构,使其具有良好的电子和热导性能。此外,硼还具有较高的熔点和沸点,为1773C和3927C,使其可用于高温环境中。
硼元素具有多种应用。首先,硼是许多复合材料的重要组成部分。例如,硼纤维是一种强度和刚度都非常高的纤维材料,被广泛用于航空航天、汽车、体育用品等领域。此外,硼纤维还具有良好的抗氧化性能和耐高温性能,可用于制造耐高温材料。此外,硼还可以与其他金属形成硼化合物,如硼酸铝钠(Na3AlH6)和硼化铝(AlB2),这些化合物具有良好的导电性和机械性能,可用于制备蓄电池、金属陶瓷和刀具等。
硼还具有良好的吸中子性能,可用于核工业中。硼可以吸收中子,与中子反应生成硼-10(10B)和硼-11(11B)等放射性同位素,从而控制核反应。硼的吸中子截面很大,使其在控制核裂变反应和中子源中得到广泛应用。此外,含硼材料还可以作为辐射屏蔽材料,用于防止中子辐射。
硼元素还被广泛应用于玻璃和陶瓷工业。硼在玻璃工业中可以用作玻璃增强剂,使玻璃具有更好的耐热性和刚度。硼酸盐还可以用于制备特种玻璃,如硼酸锂玻璃(Li2O·B2O3)和硼酸铯玻璃(Cs2O·B2O3),这些玻璃具有较高的折射率和低的热膨胀系数。此外,硼也常用于陶瓷工业中,用于调节陶瓷材料的烧结性能和改变它的电、热和光学性能。
硼
硼是一种典型的非金属元素。硼在自然界中只以化合物形式存在,但在地壳中分散状态的硼却分布广泛,而且是地表水、地下水、岩浆喷气、矿泉水和所有岩层的气液包裹体中所具有的元素。
硼也是非常分散的、典型的亲石元素,广泛分布于各种成因、不同类型的岩石中。
硼矿物几乎在地质旋回的所有阶段都可以形成,从岩浆作用到表生作用,在内生条件和外生条件下均可以形成工业富集。
硼矿是一种用途广泛的化工原料矿物。它主要用于生产硼砂和硼酸以及元素硼。硼在玻璃、冶金、医药、搪瓷、油漆、日用化工、农业以及国防尖端工业等部门都是不可缺少的。因此,硼资源的开发、利用,对于现代工业的发展,具有越来越重要的作用。
一、矿物原料特点
世界上含硼矿物很多,根据含硼矿物的化学组成,可将其分为三类:硼硅酸盐矿物、硼铝硅酸盐矿物和硼酸盐矿物。其中,硼硅酸盐矿物主要是硅钙硼石和赛黄晶;硼铝硅酸盐矿物主要有电气石和斧石。这两类硼矿物中,除了硅钙硼石尚具有工业价值外,其他或是难以加工,或因未大量聚集成工业矿床而意义不大。目前,作为硼工业原料的主要是第三类——硼酸盐矿物。这类矿物有100多种,但作为工业硼资源开发利用的仅有10余种,如天然硼砂、遂安石、硼镁石、硬硼钙石、天然硼酸、钠硼解石、柱硼镁石等。在中国,硼镁石、遂安石、硼镁铁矿、硼砂、钠硼解石、柱硼镁石等均可形成大、中型矿床。下面分别简介一下几种主要硼酸盐矿物的物理、化学性能。
硼镁石Mg2[B2O4(OH)](OH):B2O3的理论含量为41.38%;呈纤维状、板状、柱状晶形;具有丝绢光泽;颜色有白、灰、浅黄色;密度为2.62~2.75 g/cm3,莫氏硬度3~4,不溶于水。
硼的化学方程式
硼的化学方程式
硼是一种化学元素,原子符号为B,位于元素周期表的第13组。它是一种非金属元素,具有很多特殊的化学性质和广泛的应用。
硼的化学方程式是用化学符号和化学方程式表示硼与其他物质之间的化学反应。下面将从硼的常见化合物和反应中展开讨论硼的化学方程式,并解释其反应原理和应用。
1. 硼和氧气的反应:
硼可以与氧气反应生成硼酸。化学方程式为:
2B + 3O2 → 2B2O3
这个反应是硼的一种常见氧化反应。硼酸是一种弱酸,具有重要的应用价值。它可以用于制备玻璃、陶瓷、橡胶、纸张等材料。
2. 硼和氢气的反应:
硼可以与氢气反应生成硼化氢。化学方程式为:
B2H6 + 6H2 → 2B + 12H2
硼化氢是一种有毒气体,具有高燃烧性和高能量密度。它在航空航天和能源领域有重要的应用,可以作为燃料或推进剂。
3. 硼和氯气的反应:
硼可以与氯气反应生成三氯化硼。化学方程式为:
2B + 3Cl2 → B2Cl6
三氯化硼是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用。它可以用作催化剂、溶剂、杀菌剂等。
4. 硼和氨气的反应:
硼可以与氨气反应生成硼氮化物。化学方程式为:
BN + 2NH3 → B2N2H6
硼氮化物是一种具有高硬度和高熔点的陶瓷材料。它在高温环境下有良好的稳定性,可以用于制备切削工具、陶瓷涂层等。
5. 硼和碳的反应:
硼可以与碳反应生成碳化硼。化学方程式为:
B4C + 8C → 4B + 8C
碳化硼是一种硬度极高的陶瓷材料,具有良好的耐磨性和高温稳定性。它在工业领域中用于制备磨料、涂层、耐火材料等。
除了上述反应,硼还可以与许多其他元素和化合物发生化学反应,形成各种不同的化合物。硼化合物在材料科学、化学工业、能源领域等有广泛的应用。
硼
理化性质
物理性质
单质硼为黑色或深棕色粉末,在空气中氧化时由于三氧化二硼膜的形成而阻碍内部硼继续氧化。常温时能与氟反应,不受盐酸和氢氟酸水溶液的腐蚀。硼不溶于水,粉末状的硼能溶于沸硝酸和硫酸,以及大多数熔融的金属如铜、铁、锰、铝和钙。熔点2076℃。沸点3927℃。
硼在常温时为弱电导体,而在高温时导电良好。单质硼有多种同素异形体,无定形硼为棕色粉末,晶体硼呈灰黑色。单质硼的硬度近似于金刚石,有很高的电阻,但它的导电率却随着温度的升高而增大。晶态硼较惰性,无定形硼则比较活泼。硼共有14种同位素,其中只有两个是稳定的。
室温时为弱导电体;高温时则为良导体。在自然界中主要以硼酸和硼酸盐的形式存在。
晶体结构
晶态单质硼有多种变体,它们都以B12正二十面体为基本的结构单元。这个二十面体由12个B原子组成,20个接近等边三角形的棱面相交成30条棱边和12个角顶,每个角顶为一个B原子所占据。
由于B12二十面体的连接方式不同,键也不同,形成的硼晶体类型也不同。其中最普通的一种为α-菱形硼。
α-菱形硼是由B12单元组成的层状结构,α-菱形硼晶体中既有普通的σ键,又有三中心两电子键。许多B原子的成键电子在相当大的程度上是离域的,这样的晶体属于原子晶体,因此晶态单质硼的硬度大,熔点高,化学性质也不活泼。
在α-菱形硼晶格中,每个二十面体通过处在腰部的6个B原子以三中心两电子键与在同一平面内的相邻的6个二十面体连接起来(其中虚线三角形表示三中心两电子键,键距203pm)。这种二十面体组成的片层,层面结合靠的是二十面体的上下各3 个B原子以6个正常的B-B共价键(即两中心两电子键,键长171pm)同上下两层的6个附近的二十面体相连接,3个在上一层,3个在下一层。
硼及其化合物
硼族元素及其化合物
约公元前200年,古埃及、罗马、巴比伦曾用硼沙制造玻璃和焊接黄金。法国化学家盖·吕萨克用金属钾还原硼酸制得单质硼。硼在地壳中的含量为0.001%。硼为黑色或银灰色固体。晶体硼为黑色,硬度仅次于金刚石,质地较脆。
硼还由于其缺电子性造成其氢化物中硼原子拥有异常高的配位数,使之成为所有元素氢化物中结构最复杂的。
单质硼为黑色或深棕色粉末,
熔点2076℃。沸点3927℃。单质硼有多种同素异形体,无定形硼为棕色粉末,晶体硼呈灰黑色。晶态硼较惰性,无定形硼则比较活泼。单质硼的硬度近似于金刚石,有很高的电阻,但它的导电率却随着温度的升高而增大,高温时为良导体。硼共有14种同位素,其中只有两个是稳定的。
室温时为弱导电体;高温时则为良导体。在自然界中主要以硼酸和硼酸盐的形式存在。
晶体结构
晶态单质硼有多种变体,它们都以B12正二十面体为基本的结构单元。这个二十面体由12个B原子组成,20个接近等边三角形的棱面相交成30条棱边和12个角顶,每个角顶为一个B原子所占据。
由于B12二十面体的连接方式不同,键也不同,形成的硼晶体类型也不同。其中最普通的一种为α-菱形硼。
α-菱形硼是由B12单元组成的层状结构,α-菱形硼晶体中既有普通的σ键,又有三中心两电子键。许多B原子的成键电子在相当大的程度上是离域的,这样的晶体属于原子晶体,因此晶态单质硼的硬度大,熔点高,化学性质也不活泼。
在α-菱形硼晶格中,每个二十面体通过处在腰部的6个B原子以三中心两电子键与在同一平面内的相邻的6个二十面体连接起来(其中虚线三角形表示三中心两电子键,键距203pm)。这种二十面体组成的片层,层面结合靠的是二十面体的上下各3 个B原子以6个正常的B-B共价键(即两中心两电子键,键长171pm)同上下两层的6个附近的二十面体相连接,3个在上一层,3个在下一层。
硼族元素
3 °水解性 B2H6 + 6H2O--- 2B(OH)3 + 6H2(气体) 4 °路易斯酸的反应,缺电子反应
B2H6 + 2LiH --- 2Li(BH4) 白色固体,火箭 推进剂
三 、硼的含氧化合物
1.三氧化二硼 单质硼燃烧或硼酸脱水得B2O3, 无色晶体。B2O3和SiO2的性质差别 较大。 B2O3 + 3H2O ---2H3BO3 硼酸酐 B2O3和水蒸气反应生成易挥发 的偏硼酸: B2O3 + H2O --- 2HBO2
气相AlCl3, 有双聚分子, 有配位键, 或认 为中央是形成三中心四电子的氯桥键.
§3.镓 铟 铊 一.单质 1. 物理性质 Ga, In, Tl都是银白色的软金属, 比铅软。 m.p.都很低. Ga熔点29.78℃, 在手中融化, 但 Ga的b.p. 为2403℃, 以液相存在的温度范围 最大. Hg处于液体的温度范围: -38 ~ 356℃
二 、氧化物及氢氧化物 * Ga2O3和Ga(OH)3两性偏酸; * Ga(OH)3可溶于NH3· 2O, Al(OH)3 不溶 H 于NH3· 2O, 所以Ga(OH)3的酸性比 H Al(OH)3强. * In2O3和In(OH)3几乎无两性表现, In2O3 溶于酸, 但不溶于碱. * 按Ga(OH)3, In(OH)3, Tl(OH)3顺序, 越 来越易脱水, 生成氧化物: 2M(OH)3 --- M2O3 + 3H2O (In2O3黄) 以致于Tl(OH)3几乎不存在.
硼族
3In
(aq)
In 2In
2
3
In2S(黄色)不与水反应,与酸反应放出 H2
In 2S 4H 2S 2H2 In 2S3
(2)Tl的+1氧化态稳定,除了TlF外,其它TlX难 溶于水,与Ag+相似
硼的单质
同素异形体:无定形硼, 晶形硼 棕色粉末, 黑灰色 化学活性高, 硬度大 熔点,沸点都很高。
α-菱形硼(B12) 原子晶体
(2)无定形单质的化学性质
在高温与氧化剂反应: 4B+3O2 2B2O3 rHmө=-2547kJ/mol 2B + 3 F2 = 2BF3; 2B + 3 X2 2BX3 (X=Cl,Br) 2B + 6H2O(g) 2H3BO3 + 3 H2 (g) B + 3HNO3 = H3BO3 + 3 NO2 2B + 6 NaOH(熔融) = 2Na3BO3 + 3H2
(3)硼单质的制备
存在:硼镁矿:2MgO •B2O3
1.碱解精制:
2MgO •B2O3 + 2NaOH + H2O= 2NaBO2 + 2 Mg(OH)2 (偏硼酸钠)
2.碳化:
4NaBO2 + CO2 + 10 H2O = Na2[B4O5(OH)4] •8H2O (硼砂) + Na2CO3
硼的化学元素符号
硼的化学元素符号
硼的化学元素符号是B:
1、硼元素特点
硼元素是一种半金属,属于碱土金属元素,在常温下白色,具有高熔点、良好的导热性和电导性,其物理与化学性质非常优异。硼元素在工业上具有重要的应用价值,是重要的稀有元素之一,也是构成新型生物材料的重要原料之一。
2、硼元素的应用
(1)硼元素可用来钢的淬火、加固和防锈处理:硼可以提高钢的耐磨性、耐氧化性和抗冲击力,因此可以用来淬火、加固和防锈处理钢。
(2)硼元素在有机合成中有重要作用:有机合成中可以利用硼元素来调节反应的反应速度,或产生新的反应临界点,以达到优化反应条件的目的。
(3)硼元素也可以用来制备混合不同金属元素的合金材料:硼可以与钛、铝等金属元素混合制备碳硼合金或多元合金,这些合金具有高的硬度、强度、耐腐蚀性和热处理性,广泛用于航空航天、军工及工程
机械制造中。
(4)硼元素可用来制备新型生物材料:由于硼元素具有优良的生物相
容性和生物功能性,可以配合其他金属元素配以制备各类生物材料,
如骨治疗材料、硼改性材料、硼载体材料等,用于生物医药、再生医学、乙状结肠内药物控释等领域。
3、硼元素的缺点
硼元素具有若干缺点:(1)熔容度较高,当硼中含有其他金属元素时,硼的熔点也会受到其他金属元素的影响而变化。(2)硼元素容易与硫、氟和氢等有机化合物结合,形成有毒物质。(3)低固相沉积率,容易
形成物理结构混乱的裂层。
硼的结构式
硼的结构式
硼是一种化学元素,其化学符号为B,原子序数为5。它属于碳族元素,在元素周期表中位于氮的右边,硼的原子量为10.81。
硼的结构式可以表示为B,其中B代表硼原子。硼是一种非金属元素,具有特殊的结构和性质。
硼的原子结构是由5个电子组成,分布在两个能级上。第一能级上有2个电子,第二能级上有3个电子。硼原子的电子排布为1s2 2s2 2p1。这种电子结构使硼成为一个典型的电子亏损元素。
硼的结构式中,硼原子周围还有一些键和其他原子相连。硼的键可以与其他元素形成化学键,形成硼化合物。硼化合物的结构式可以表示为B-X,其中X代表与硼原子形成化学键的元素。
硼化合物具有多种不同的结构,其中最常见的是硼酸和硼酸盐。硼酸的化学式为H3BO3,硼酸盐的化学式为Na2B4O7。硼酸和硼酸盐在工业和科学领域中有广泛的应用。
除了硼酸和硼酸盐,硼还可以形成其他的化合物,如硼烷和硼醇。硼烷的化学式为BH3,硼醇的化学式为B(OH)3。这些化合物在有机化学中具有重要的应用。
硼的结构和性质决定了它在化学和材料科学中的重要性。硼具有良好的导热性和电子能带结构,使其成为制备高温材料和半导体材料
的理想选择。硼的结构和性质还使其在核工业中有重要的应用,如作为中子吸收剂和控制材料。
硼的结构式为B,代表硼原子。硼是一种非金属元素,具有特殊的结构和性质。硼可以形成多种化合物,如硼酸和硼酸盐。硼的结构和性质决定了它在化学和材料科学中的重要性。硼在工业和科学领域中有广泛的应用。
化学元素 硼
化学元素硼
硼(Boron)是化学元素周期表中的第五号元素,原子序数为5,原子量为10.81。硼是一种金属样的非金属元素,具有多种同素异形体,常见的有无定形硼和晶体硼。晶体硼有几种不同的同素异形体,包括无色或棕黑色的透明晶体和无定形棕色粉末。硼的硬度很高,仅次于金刚石,但它的质地较脆。
硼的化学性质不活泼,它在室温下对酸和碱相对稳定,不会与它们发生反应。然而,硼能够与卤素直接反应形成卤化硼,如氯化硼(BCl3)和氟化硼(BF3)。此外,硼还能与金属反应形成金属硼化物,这些化合物通常具有高硬度和耐熔性。
硼在自然界中以化合物的形式存在,最常见的硼矿是硼砂(Na2B4O7·10H2O)和白硼钙石(CaB2O4)。硼砂是一种重要的工业原料,广泛用于玻璃、陶瓷、洗涤剂和化肥等行业。硼酸(H3BO3)也是一种常见的硼化合物,它曾用作食品防腐剂,但由于其潜在的健康风险,现在这种用途已经减少。
硼的用途非常广泛,它被用于制作玻璃和陶瓷的耐热剂,洗涤剂中的防腐剂,农业上的微量元素肥料,以及许多其他化学产品的添加剂。在电子工业中,硼化物被用作半导体材
料的掺杂剂,因为它们能够提供所需的导电性能。
在科学研究中,硼的化合物也用于各种实验室分析和合成反应。硼化合物在医学和生物化学领域也有应用,例如,硼酸用于治疗皮肤病和作为防腐剂,而硼化合物在药物递送系统中也有潜在的应用。
总的来说,硼是一个多用途的元素,它在工业、农业、医药和科学研究等领域都有着重要的作用。
知识点——硼元素
一、元素介绍
中文名称:硼
英文别名:Boron,amorphous
元素符号:B
发现人:盖吕萨克
相对原子质量:10.811
密度:2.34g/cm³
熔点:2300.0℃
沸点:3658℃
储存:密封保存。
原子体积:(立方厘米/摩尔)4.6
元素在海水中的含量:(ppm)4.41
元素在太阳中的含量:(ppm) 0.002
地壳中含量:(ppm)950
莫氏硬度:9.3
晶体结构:晶胞为三斜晶胞。
核内质子数:5
核外电子数:5
中子数:6
核电荷数:5
原子核亏损质量:0.28017u
质子质量:8.365E-27
质子相对质量:5.035
所属周期:2
所属族数:IIIA
摩尔质量:11(g/mol)
热导率:W/(m·K)27.4
声音在其中的传播速率:(m/S)16200 外围电子排布:[He] 2s2 2p1
核外电子排布:2、3
核电荷数:5
电子层:K-L
颜色和状态:固体
原子半径:1.17
常见化合价:+3
二、性状特点
1702年法国医生霍姆贝格首先从硼砂制得硼酸,称为salsedativum,即镇静盐。1741年法国化学家帕特指出,硼砂与硫酸作用除生成硼酸外,还得到硫酸钠。1789年拉瓦锡把硼酸基列入元素表。1808年英国化学家戴维和法国化学家盖吕萨克、泰纳各自获得单质硼。硼的拉丁名称为boracium,元素符号为B。这一词来自borax(硼砂)。
硼在室温下比较稳定,即使在盐酸或氢氟酸中长期煮沸也不起作用。硼能和卤族元素直接化合,形成卤化硼。硼在600~1000℃可与硫、锡、磷、砷反应;在1000~1400℃与氮、碳、硅作用,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。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高电导率和化学惰性的物质,常具有特殊的性质。
化学元素周期表之硼
目录
01 硼 的 发 现 和 特 性 02 硼 在 周 期 表 中 的 位 置 和 特 点 03 硼 的 化 合 物 04 硼 的 应 用 领 域 和 实 例 05 硼 的 制 备 方 法 和 资 源
01
硼的发现和特性
硼的发现
1808年,化学家戴维在用电解熔融的硼 酸时得到一种新的金属,并命名为“硼”。
硼酸盐
定义
硼酸盐是由金属元素与硼酸通过化合反 应形成的化合物。
种类
常见的硼酸盐包括铝硼酸盐、镁硼酸盐、 铜硼酸盐等。
应用
硼酸盐在陶瓷、玻璃、冶金等领域有着 广泛的应用。
其他硼化 合物
01
硼酸
硼酸是一种重要的含硼化合物,具 有多种用途,如清洁剂、防腐剂和 化妆品等。
02
硼酸盐
硼酸盐是一类含硼化合物,在玻璃、 陶瓷、搪瓷、颜料、油漆、电池等 工业中有广泛应用。
硼的发现开启了人类对硼及其化合物的研 究和应用,对现代工业、农业、科技等领 域产生了重要影响。
发现过程
发现意义
硼的物理性质
无色固体
硼在室温下是无色的固体,具有 金属光泽,但与金属不同,它不 是导体。
硬度大
硼是已知的最硬的非金属。它的 硬度超过了碳化硅、刚玉等已知 的物质。
低熔点
硼的熔点很低,只有约2350℃, 这使得它可以在高温下进行操作 和应用。
化学元素硼
化学元素硼
硼是一种化学元素,其化学符号为B,原子序数为5。它的原子结构为2,3。在室温和标准压力下,硼为黑色固体,具有较高的熔点和热导率。硼具有广泛的用途,主要用于制造陶瓷、玻璃、金属工业和化学品等领域。
硼是一种金属loid,在化学元素周期表上位于组三,水平排名第二。硼的原子结构包含5个质子和5个电子,并且有2个中子。它的原子量为10.81。
硼的自然存在形式为两种同位素:硼-10和硼-11。硼-10是稳定同位素,但硼-11则是放射性同位素。
硼是一种多功能化工原料,它的应用范围非常广泛。硼可用于制造陶瓷和玻璃,其中可以改善其结构性能。硼可以用作金属工业和制药业中的触媒。硼化合物可以制成纤维、涂料、塑料、橡胶和化妆品等。硼化合物还可以用于生产防火剂、石墨化合物、超导体和磁性材料。
硼在医学中也有广泛用途。硼可以在放射治疗中阻止辐射的扩散。硼可以在药物制剂中用作氢离子缓冲剂和酸碱度调节剂。硼还可以用
作药物的载体,例如将硼化合物包装入小颗粒中,在靶向治疗中使用。
硼在环境保护中也发挥着作用。硼化合物可以用于水处理和污水
处理中。硼污染的土地可以使用硼细菌修复技术和生物修复技术来清洁。此外,硼在天然气开采和钻井中也有使用。
硼的化学性质较为特殊,它可以与许多元素发生化学反应。硼如
同氢气和氧气一样具有出色的可燃性,但它的燃烧温度较高。硼也易
与空气中的氧气发生反应,产生B2O3等产品。
硼的能级位置特殊,其电子属于价电子,能够吸收不同能级的光线。这使其在光学领域有更广泛的应用。硼纤维和硼化合物还可以用
于制造高强度和高温陶瓷。
硼知识
世上无难事,只要肯攀登
硼知识
硼是一种典型的非金属元素,硼有多种同素异形体:四方晶体、α菱形体、β菱形体及无定形体。无定形硼是一种由深棕色到黑色的粉末。晶体硼是非常硬而脆的固体,有由乌黑到银灰的金属光泽。硼的电导率随温度的升高而增加。硼的化学性质主要取决于它的物理状态,无定形硼在空气中甚至在常温下就缓慢氧化,而晶体硼在加热时也很稳定,只能同强氧化剂缓慢地发生作用。高温下无定形硼能在空气中燃烧,产生红色火焰;也能同卤素、氮和金属作用,形成卤化硼、氮化硼和金属硼化物,但不与氢直接发生作用。硼与氢可形成一系列的共价氢化物--硼烷。硼在自然界分布很广,含硼矿物很多,根据含硼矿物的化学组成,可将其分为三类:硼硅酸盐矿物、硼铝硅酸盐矿物和硼酸盐矿物。其中,硼硅酸盐矿物主要是硅钙硼石和赛黄晶;硼铝硅酸盐矿物主要有电气石和斧石。这两类硼矿物中,除了硅钙硼石尚具有工业价值外,其他或是难以加工,或因未大量聚集成工业矿床而意义不大。目前,作为硼工业原料的主要是第三类--硼酸盐矿物。这类矿物有100 多种,但作为工业硼资源开发利用的仅有10 余种,如天然硼砂、遂安石、硼镁石、硬硼钙石、天然硼酸、钠硼解石、柱硼镁石等。在中国,硼镁石、遂安石、硼镁铁矿、硼砂、钠硼解石、柱硼镁石等均可形成大、中型矿床。工业上制取硼用金属热还原法和熔盐电解法。熔盐电解法是一种较经济、适于大量生产的方法。
硼矿是一种用途广泛的化工矿物,硼与氢、锂、铍等的化合物能燃烧,是高能喷气燃料。硼和硼的化合物,广泛用于化工、冶金、光学玻璃、国防、原子能、医药、橡胶及轻工业。在化学工业,硼砂、硼酸可作为肥皂、洗涤剂等日用化工产品的添加剂。含硼洗涤剂具有保护头发、去污力强、无污染等性能。某些硼化物还可制成良好的还原剂、催化剂、溴化剂等。
硼在生活中的应用
硼在生活中的应用
硼是一种广泛应用于生活各个方面的元素。它具有许多独特的化学性质和物理性质,使其在不同领域发挥着重要作用。下面将从食品、医药、材料和能源等几个方面介绍硼在生活中的应用。
1. 食品方面
硼在食品加工中起着重要作用。硼酸和硼酸钠常被用作食品添加剂,用于调节食品的酸碱度和稳定食品的PH值。此外,硼还可以用作食品保鲜剂,可以延长食品的保质期,减少食品腐败。硼的这些应用有效地保护了食品的品质和安全。
2. 医药方面
硼化合物在医药领域有着广泛的应用。硼中含有的硼烷类物质对癌细胞有一定的抑制作用,可以用于抗癌药物的研发。此外,硼酸盐还可以用于眼药水的配制,用于治疗眼部炎症和感染。硼化合物的应用使得医药领域的治疗效果得到了显著提高。
3. 材料方面
硼在材料领域有着广泛的应用。硼纤维是一种具有高强度、高模量和低密度的材料,被广泛应用于航空航天和汽车工业中。硼纤维可以增加材料的强度和硬度,并减轻材料的重量,提高产品的性能。此外,硼玻璃也是一种重要的材料,具有良好的耐热性和耐腐蚀性,
广泛应用于光学仪器和化学仪器中。
4. 能源方面
硼在能源领域有着重要的应用。硼酸盐可以用作核能发电中的控制材料,用于控制核反应的速度和稳定性。此外,硼还可以用于太阳能电池板的制造,提高太阳能电池板的转换效率。硼在能源领域的应用有助于提高能源利用效率和减少能源消耗。
总结起来,硼在生活中具有广泛的应用。它在食品、医药、材料和能源等领域发挥着重要作用。硼的应用不仅改善了食品的品质和安全,提高了医药的治疗效果,还推动了材料和能源领域的发展。随着科技的进步和人们对环境友好和可持续发展的追求,相信硼在未来会有更多的应用领域和发展前景。
硼的性质及用途
世上无难事,只要肯攀登
硼的性质及用途
硼属于非金属元素,但也具有金属性质。硼的化学性质很活泼,在自然界中呈化合物存在,形成各种硼酸盐及一些含硼硅酸盐、硅铝酸盐矿物。在高温下硼可以和氧、氮、碳、卤素等元素化合,生成相应的化合物,其中氮化硼、碳化硼在工业上有着特殊的用途。硼及其化合物广泛地应用于化工、建材、轻工、冶金、纺织、机械、电子、航天、核工业和农业等部门。
在化学工业方面:硼矿是制取硼砂、硼酸和各种硼化物及元素硼的主要原料。硼砂、硼酸具有去垢、漂白和防腐、消毒作用,用于肥皂、洗涤剂等日用化工和医药的生产上。
在建材和轻工业方面:玻璃和玻璃纤维中加入适量硼砂、硼酸或硼矿物,可提高产品的热稳定性,增加光泽和透明度,增强抗冲击和抗腐蚀性能,用于制造高质量的耐热硼硅酸玻璃、玻璃纤维、光学透镜、各种仪器、药剂、化学用器皿的特种玻璃、绝缘材料和玻璃钢,还用于制造搪瓷。
在冶金工业方面:硼主要用来冶炼硼钢,作合金钢的添加剂。硼砂具有熔蚀金属氧化物的能力,可用作冶金助熔剂和金属焊接剂。
在机械工业方面:渗硼是一种化学热处理新工艺,它可以提高部件表面的硬度和抗氧化性能。碳化硼的硬度高,耐热性强,可用来制造切削工具和研磨材料。
在航天工业方面:硼与氢、锂、铍的化合物,可用作高能喷气燃料;用硼与氮、碳、锆、钛的化合物制作的金属陶瓷,用于制造火箭喷嘴、燃烧室的内衬和真空高频电炉的绝缘材料。
在核工业方面:硼的同位素具有强的吸收中子能力,用于制造原子反应堆中的热中子吸收器和调节器,含硼2~4%的钢可作防射线的中子屏,塑料中加入
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元素序号:5
元素符号:B
元素名称:硼
元素原子量:10.81
元素类型:非金属
发现人:戴维、盖吕萨克、泰纳发现年代:1808年
发现过程:
1808年,英国的戴维和法国的盖吕萨克、泰纳,用钾还原硼酸而制得硼。
元素描述:
它是最外层少于4个电子的仅有的非金属元素。其单质有无定形和结晶形两种。前者呈棕黑色到黑色的粉末。后者呈乌黑色到银灰色,并有金属光泽。硬度与金刚石相近。无定形的硼密度2.3克/厘米3,(25-27℃);晶形的硼密度2.31克/厘米3,熔点2300℃,沸点2550℃,化合价3。在室温下无定形硼在空气中缓慢氧化,在800℃左右能自燃。硼与盐酸或氢氟酸,即使长期煮沸,也不起作用。它能被热浓硝酸和重铬酸钠与硫酸的混合物缓慢侵蚀和氧化。过氧化氢和过硫酸铵也能缓慢氧化结晶硼。上述试剂与无定形硼作用激烈。与碱金属碳酸盐和氢氧化物混合物共熔时,所有各种形态的硼都被完全氧化。氯、溴、氟与硼作用而形成相应的卤化硼。约在600℃硼与硫激烈反应形成一种硫化硼的混合物。硼在氮或氨气中加热到1000℃以上则形成氮化硼,温度在1800-2000℃是硼和氢仍不发生反应,硼和硅在2000℃以上反应生成硼化硅。在高温时硼能与许多金属和金属氧化物反应,生成金属硼化物。
元素来源:
制备方法有:硼的氧化物用活泼金属热还原;用氢还原硼的卤化物;用碳热还硼砂;电解熔融硼酸盐或其他含硼化合物;热分解硼的氢化合物上述方法所得初产品均应真空除气或控制卤化,才可制得高纯度的硼。
元素用途:
由于硼在高温时特别活泼,因此被用来作冶金除气剂、锻铁的热处理、增加合金钢高温强固性,硼还用于原子反应堆和高温技术中。棒状和条状硼钢在原子反应堆中广泛用作控制棒。由于硼具有低密度、高强度和高熔点的性质,可用来制作导弹的火箭中所用的某些结构材料。硼的化合物在农业、医药、玻璃工业等方面用途很广。
元素辅助资料:
天然含硼的化合物硼砂(Na2B4O7·10H2O)早为古代医药学家所知悉。我国西藏是世界上盛产硼砂的地方。
1702年法国医生霍姆贝格首先从硼砂制得硼酸,称为salsedativum,即镇静盐。1741年法国化学家帕特指出,硼砂与硫酸作用除生成硼酸外,还得到硫酸钠。1789年拉瓦锡把硼酸基列入元素表。1808年英国化学家戴维和法国化学家盖吕萨克、泰纳各自获得单质硼。硼的拉丁名称为b1简介2元素介绍3元素名称:硼4元素描述5元素辅助资料6产品主要有
简介
硼拼音:péng
部首:石,部外笔画:8,总笔画:13
五笔86&98:DEEG仓颉:MRBB
笔顺编号:1325135113511四角号码:17620UniCode:CJK 统一汉字U+787C
元素介绍
硼,原子序数5,原子量10.811。约公元前200年,古埃及、罗马、巴比伦曾用硼沙制造玻璃和焊接黄金。1808年法国化学家盖·吕萨克和泰纳尔分别用金属钾还原硼酸制得单质硼。硼在地壳中的含量为0.001%。天然硼有2种同位素:硼10和硼11,其中硼10最重要。
硼为黑色或银灰色固体。晶体硼为黑色,熔点约2300°C,沸点3658°C,密度 2.34克/厘米³,硬度仅次于金刚石,较脆。
属于非金属元素,符号B(borum)
原子体积:(立方厘米/摩尔)
4.6
元素在海水中的含量:(ppm)
4.41
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.002
地壳中含量:(ppm)
950
莫氏硬度:9.3
氧化态:
Main B+3
Other
化学键能:(kJ /mol)
B-H 381
B-H-B 439
B-C 372
B-O 523
B-F 644
B-Cl 444
B-B 335
晶胞参数:
a = 506 pm
b = 506 pm
c = 506 pm
α= 58.06°
β= 58.06°
γ= 58.06°
电离能(kJ/ mol)
M - M+ 800.6
M+ - M2+ 2427
M2+ - M3+ 3660
M3+ - M4+ 25025
M4+ - M5+ 32822
晶体结构:晶胞为三斜晶胞。
硼在室温下比较稳定,即使在盐酸或氢氟酸中长期煮沸也不起作用。硼能和卤组元素直接化合,形成卤化硼。硼在600~1000°C可与硫、锡、磷、砷反应;在1000~1400°C与氮、碳、硅作用,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。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高电导率和化学惰性的物质,常具有特殊的性质。
硼的应用比较广泛。硼与塑料或铝合金结合,是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等。
元素名称:硼
元素原子量:10.81
元素类型:非金属
原子序数:5
元素符号:B
元素中文名称:硼
元素英文名称:Boron
相对原子质量:10.81
核内质子数:5
核外电子数:5
核电核数:5
质子质量:8.365E-27
质子相对质量:5.035
所属周期:2
所属族数:IIIA
摩尔质量:11
氢化物:B2H6(现在还没有发现BH3)
氧化物:B2O3
最高价氧化物化学式:B2O3
密度:2.34
熔点:2300.0