18共边硼酸盐的结构和性质
硼酸及其性质
• 硼酸的性质 • 1.硼酸系无色、微带珍珠光泽的透明片状或呈细小晶粒， 与皮肤接触有滑腻感。无臭、味微酸后带甜味。 • 2.硼酸比重1.435(15℃)、熔点185℃，露置空气中无变化， 加热至107.5℃时失水而成偏硼酸(HBO2)： • H3BO3→HBO2+H2O • 偏硼酸再热至150～160℃时则又失水而成焦硼酸(H2B4O 7) ： • 4HBO2→H2B4O 7＋H2O • 3.硼酸1克能在沸水4毫升、酒精18毫升、甘油4毫升中溶 解。硼酸的酸性很微弱，1：50的水溶液以石蕊试纸检定， 呈弱酸性反应。 • 注 1.偏硼酸、焦硼酸都是三价硼的含氧酸。
• • • • 分子式: Na2B4O7· 10H2O 分子质量: 381.37 沸点: 15
• 主要用于玻璃和搪瓷行业。在玻璃中，可增强紫 外线的透射率，提高玻璃的透明度及耐热性能。 在搪瓷制品中，可使瓷釉(you)不易脱落而使其具 有光泽。在特种光学玻璃、玻璃纤维、有色金属 的焊接剂、珠宝的粘结剂、印染、洗涤(丝和毛织 品等)、金的精制、化妆品、农药、肥料、硼砂皂、 防腐剂、防冻剂和医学用消毒剂等方面也有广泛 的应用。硼砂是制取含硼化合物的基本原料，几 乎所有的含硼化物都可经硼砂来制得。它们在冶 金、钢铁、机械、军工、刀具、造纸、电子管、 化工及纺织等部门中都有着重要而广泛的用途。
硼砂药理
• 硼砂具有增加食物韧性、脆度及改善食物保水性 及保存度等等功能，为食品加工习惯使用的药品。 但硼砂经由食品摄取后，可与胃酸作用产生硼酸， 硼酸不易被排出具有积存性，连续摄取后，会在 体内蓄积，妨碍消化酵素作用，引起食欲减退、 消化不良、抑制营养素之吸收、促进脂肪分解因 而体重减轻。其中毒症状为呕吐、腹泻、红斑、 循环系统障碍、休克及昏迷等硼酸症症状，而且 有致死量，大人约20公克、小孩约为5公克。单 就食品品质上的改良功能来说，硼砂确实是用途 广泛，但其具有危险的毒性，也是不争的事实。 • 目前世界各国包括我国都早已禁止使用
硼酸的化学性质
硼酸的化学性质
硼酸是一种常见的酸性化合物，它的分子式为H3BO3，主要用于硼烷（Al2O3）的合成，也用于光硅及其它高级核子材料的制备。
硼
酸的结构式中，一个氢原子与一个硼原子存在三种键结，其同系列的硝酸、磷酸等其他酸具有相似的结构。
硼酸具有若干特殊的化学性质，在室温下呈白色无定形晶体，溶于水，溶解度随温度的升高而降低。
硼酸具有强烈的酸性，与嗜碱性的溶液反应时发生反应的温度较低，碱性溶液中形成硼烷，且生成的产物具有悬浮特性，能用来检测碱性溶液中惰性成分的硼含量。
硼酸有良好的非电解质性质，能与质子性离子反应，吸收热量，蓄热-放热。
硼酸与醋酸或乙酸反应，可以生成用于硼烯体系的有机酸类化合物，如硼酸乙酯、硼酸丁酯和硼酸丙酯，也可以通过电熔技术制备硼酸，在制备氢氧化硼的过程中也可以使用硼酸。
硼酸的另一个重要的用途是用来制备硼烯体系的重要的硼基衍
生物，如醇酸和硼酸酯类化合物，还具有重要的有机合成活性，能作为聚合物的硼酸酯催化剂，特别是在各种丙烯聚合物中，大大提高了聚合物的制备速度和质量，在聚合反应中可以有效降低异构体的生成。
此外，硼酸还有广泛的应用性，如用作制备金属表面处理技术中用于清洗氧化物的溶剂，电镀剂，腐蚀抑制剂，多孔材料，磁性材料，药物剂型，荧光粉，烟草及橡胶的贴合性，以及矿物除垢、腐蚀室测试剂等。
总之，硼酸具有多种独特的特性和应用，在化学领域具有广泛的应用前景，为许多行业发展提供了新的可能性和机会。
硼酸化学结构
硼酸化学结构
硼酸又称三硼酸，是一种无机化合物，化学式为H3BO3，其分子结构中由一个硼原子，三个氧原子和三个羟基团组成。
硼酸受热不易挥发，在水中能够溶解，是一种重要的化工
原料。
硼酸在水中的溶解度随着温度的升高而增加，同时浓度也随之增加。
当温度超过373K （100℃）时，硼酸会形成无水硼酸（H3BO3）的水合物，这是一种无色的结晶体，无机化
工领域中应用较多。
硼酸的结构主要可以分为单晶和多晶两种，其中单晶硼酸结构紧密、均匀，而多晶硼
酸由于结构不规则，颗粒较大，从而导致物理性质存在一定的差异。
在化工生产过程中，硼酸属于弱酸性物质，可以参与大量的化学反应。
例如，硼酸可
以与碱反应生成硼酸盐，也可以与强酸反应生成卤化硼酸酯等化合物，这些合成物在化工
领域中有较广泛的应用。
硼酸的反应性较大，是由于硼酸分子中含有多个羟基团，这些羟基团用于酸碱反应和
配位反应中均起到了重要的作用。
值得注意的是，硼酸与羟胺可以发生一二水合物反应，
该反应在有机化学领域中有相应的应用，从而实现有机化合物的合成。
硼酸还可以作为缓冲剂用于生物化学实验中，用于维持溶液的温度、pH值等，从而保证实验数据的准确性。
此外，硼酸还可以作为药物中间体用于生产有益于人类健康的药物。
例如，硼酸盐可以用于生产耐劳、止痛、降糖等各类药物，对人体健康有着积极作用。
新型硼酸盐的合成、结构及性质表征
新型硼酸盐是指通过化学反应合成的含硼的酸性盐，如氧化硼酸(boric acid) 和硼酸钠(sodium tetraborate) 等。
新型硼酸盐的合成一般通过以下几种方法之一来实现：
1.氧化硼矿石法：将硼矿石(borax ore) 经过氧化处理，得到氧化硼酸。
2.硼酸根法：将硼酸根(boron hydride) 与氢氧化物反应，得到氧化硼酸。
3.硼酸根法：将硼酸根与强酸反应，得到氧化硼酸。
新型硼酸盐的结构通常是一维链状或二维平面结构，由硼原子和氧原子组成。
例如，氧化硼酸的结构如下所示：
H3BO3
而硼酸钠的结构如下所示：
Na2B4O7·10H2O
新型硼酸盐的性质取决于它的结构和化学组成。
通常来说，新型硼酸盐是无色或白色结晶体，有较强的酸性。
它们的溶解性也不同，有的在水中很难溶解，有的则很容易溶解。
硼酸 结构
硼酸结构
硼酸是一种无机化合物，其化学式为H3BO3，常见的常温下的形态为白色结晶体。
硼
酸在自然界中不常见，但存在于一些火山环境和硼矿物中。
硼酸具有广泛的应用（如冶金、陶瓷、电子、药品等），因此，在工业生产中制备硼酸非常重要。
硼酸的结构是很重要的，因为它决定了硼酸的物理和化学性质。
硼酸的结构是一个三
角锥形的八面体，其中三面是醒目的氧原子，其它五面是硼原子。
硼原子的电子云特别小，因此硼原子很难形成真正的离子键。
相反，它与氢和氧原子形成共价键。
硼原子有三个价
电子，分别与氧原子形成了三个单键，并与氢原子形成了三个O···H-B的氢键，从而形成六面。
三个氧原子之间也以六面体的形式连接在一起，从而形成八面体。
硼酸的化学键
含有比单键更高的多重键，是硼的典型性质之一。
硼酸的结构中还包括水分子。
硼酸企图结晶成水无机物，处理中发生了化学原理的旁
边作用，形成了十二水合硼酸盐B(OH)3.xH2O。
在这种结构中，硼酸分子被仔细地包围在
周围的水分子中。
水分子定期地分层于硼酸分子外，使得硼酸分子更稳定，更加容易溶
解。
总之，硼酸的结构对它的性质和应用是非常重要的。
硼酸分子是一种八面体的构造，
其中三面是氧原子，五面是硼原子。
这些原子之间的键包括单，双和非常稳定的氢键，这
些键的结构决定了硼酸的物理和化学性质。
另外，硼酸通过与水分子形成水合物，进一步
扩展了其应用范围。
硼酸盐
硼酸盐型润滑油添加剂硼酸盐润滑油抗磨剂据资料介绍,全球每年约有三分之一的金属材料消耗于氧化腐蚀和机械磨损,我国这方面损失每年高达HYB-B型抗磨试验机1800亿元。
可见防止金属腐蚀和改善润滑抗磨性能何等重要。
半个多世纪以来，人们在研发极压抗磨减摩油剂提高润滑性能方面做了不懈努力，开发出多种单剂和复剂。
如硫磷型（SP）齿轮油极压抗磨剂，内燃机油、抗磨液压油用二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）抗氧抗腐抗磨多效剂，有机钼、钨减摩剂，有机铜及纳米硫化铜减摩剂，纳米铈、镧稀土抗磨剂，纳米金刚石、氮化硼、二氧化硅等陶瓷抗磨剂，胶体石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯减摩抗磨剂，氨荒酸锌、铜、钼、镉、锑等盐及其酯类极压抗磨剂，非活性高碱值磺酸盐极压剂，烷基咪唑氟硼酸盐离子液，抗水解性硼酸酯和硼酸盐等等。
所有这些，对改善机械极压抗磨减摩性能都有较好的作用。
面对多种添加剂，选择和配伍是最重要的。
过去十年间，内燃机油在质量不断升级的条件下，加剂总量（不含粘指、降凝剂）能从10%-12%降至5%-10%，主要靠对单剂多效性的选择和对复剂配伍性的优化。
选择应当依据节能、环保法规、应用场合和性价比；优化旨在实现性效、成本的最佳化。
有的剂受环保限制，如ZDDP在生产SM/GF-4等高级汽机油中受磷含量不超过0.08%限制，必须寻找新剂替代：有的受节能要求限制，如硫磷剂用于GL-5等车辆齿轮油，比用有机钼或硼酸盐浪费燃油3.2%以上；有的受成本约束，如二戊基二硫代氨基甲酸锌、非活性高碱值磺酸钙、纳米硫化铜、非活性有机钼等性效很好，但价格都在40－80元/Kg之间，在中低档价位的润滑油中推广困难；有的受现有加工工艺条件限制，如纳米陶瓷、纳米金刚石和咪唑氟硼离子液等，目前还很难大批量生产供货；有的外观色泽不佳，如胶体石墨、二硫化钼和氨荒酸硒、碲、锑、镉等，因带有黑、灰、黄颜色而不大受某些用户欢迎。
抗水解性硼酸盐添加剂，近年来倍受关注。
它凭借其坚厚的油膜强度，超高的极压性能，低粘度高抗磨的独有特点，仅次于纳米铜、有机钼等低摩擦系数，理想的抗氧和防锈作用，无金属灰分的清净分散性，无毒无味无害的安全性，可替代ZDDP（T 202/T203）无磷减硫的环保性，不快速腐蚀消减金属表面、消耗添加剂的长寿命性，以及加剂量小作用大，资源丰富成本低，性效全面用途广的市场竞争力，可望被承认为新一代节能减排、极压抗磨、抗摩防腐、清净分散多效添加剂。
硼酸 分子量
硼酸分子量
硼酸，化学式H3BO3，是一种无机化合物，其分子量为61.83g/mol。
它是由硼、氧和氢元素组成的三元化合物，具有许多重要的化学和物理性质。
本文将从硼酸的结构、性质、制备方法和应用等方面进行介绍。
1. 硼酸的结构
硼酸的结构由一个硼原子、三个氢原子和三个氧原子组成。
硼原子与三个氢原子形成共价键，氢原子与氧原子形成极性氢键。
这种结构使得硼酸具有酸性和氢键性质，能够与其他物质发生反应。
2. 硼酸的性质
硼酸是一种白色结晶固体，在常温下可溶于水。
它具有酸性，可以与碱反应生成盐和水。
硼酸也具有缓冲性质，能够稳定溶液的pH 值。
3. 硼酸的制备方法
硼酸可以通过多种方法制备。
一种常见的方法是将硼矿石与硫酸反应，生成硼酸和硫酸盐。
另一种方法是将硼酸酐与水反应，生成硼酸。
此外，还可以通过硼酸酐的加氧反应或脱水反应制备硼酸。
4. 硼酸的应用
硼酸在许多领域都有广泛的应用。
在农业方面，硼酸可以作为植物营养剂，促进植物生长和提高产量。
在玻璃工业中，硼酸可以用作
玻璃添加剂，改善玻璃的耐热性和抗冷冻性。
此外，硼酸还可以用于制备化学试剂、药物和防火材料。
总结：
硼酸是一种无机化合物，其分子量为61.83g/mol。
它具有特殊的结构，由硼、氧和氢元素组成。
硼酸具有酸性和氢键性质，能够与其他物质发生反应。
它可以通过多种方法制备，主要应用于农业、玻璃工业和化学工业等领域。
硼酸的研究和应用对于促进农业生产、改进材料性能和推动科学发展具有重要意义。
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。
新型锕系元素硼酸盐结构研究综述_高阳
９ 并能够选择性地将放射性核废液中的放射 性 核 素９ 且保持高度 著的阴离子交换性能 ， Ｔ ｃ几 乎 完 全 提 取 出 来 ，
的稳定性 ； 硼酸铀化合物具有非常复杂的拓扑结构 ， 且大部分结晶于非中心对称空间群 ； 硼酸镎化合物经常显 其中包含一个三重价态共存于同个化 合 物 中 的 罕 见 例 子 ， 从而提供了一个崭新的轻锕系 示出镎的混合价态 ， 元素废料储放形式 ； 硼酸钚提供了新奇的三价锕系元素配 位 环 境 ； 硼酸镅与硼酸锔同时显示出与硼酸钚与硼 酸镧的显著差异 ， 从而衍生出新的镧锕分离及锕系内 部 分 离 方 略 。 迄 今 为 止 ， 关于超钚元素化合物的晶体结 该系统研究具有非常显著的意义并且具有十足的挑战性 。 对此类化合物的进一 构与化学键的研究屈指可数 ， 步认识极有可能促进新一代核废料 储 放 形 式 的 探 究 及 核 燃 料 循 环 工 艺 的 发 展 ， 进而阻止锕系放射性废物在 环境中的扩散 。 关键词 ： 锕系元素 ； 硼酸盐 ； 晶体结构 ； 核废料处置 （ ） 中图分类号 ： Ｏ ６ １ ４． ３ ５； Ｏ ６ ４ １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ３ ９ ９ ５ ０ ２ ０ １ ４ ０ １ ０ ０ ０ １ １ ６ － － － ： ／ ｄ ｏ ｉ １ ０． ７ ５ ３ ８ ｈ ｈ ｘ ． ２ ０ １ ４． ３ ６． ｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｎ Ｃ ｒ ｓ ｔ ａ ｌ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｓ ｔ ｒ ｏ ｆ Ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｉ ｄ ｅ Ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｙ ｙ
硼酸盐非线性光学晶体简介
2.3 阴离子基团理论
因此,一个硼酸盐晶体要具有大的宏观倍频系 数,首要条件是它的基本结构单元——孤立硼氧 孤立硼氧 阴离子基团必须具有大的微观倍频系数。 阴离子基团
计算表明，倍频效应： BO3基团 >> BO4基团 χ(B3O6)> χ(B3O7)> χ(BO3)>> χ(BO4)
2.3 阴离子基团理论
总结
（1）阴离子基团理论，一般来说硼酸盐晶体 的宏观倍频系数是晶体中硼氧阴离子基团微观 倍频系数的几何迭加。 （2）硼酸盐晶体的硼酸基团结构决定它们的 非线性光学效应。 （3）多种基团的协同作用为新型无机非线性 光学材料的探索提供新思路。
谢谢
[B3O7]型：
LBO（LiB3O5）晶体
属于正交晶系，空间群：Pna21， 具有五个非零倍频系数： d31=d15=2.51×d36（KDP） d32=d24=2.69×d36（KDP） d33=0.15×d36（KDP） 双折射率：△n=0.053(1064nm) 过小！
LBO（LiB3O5）晶体
1.2 非线性光学晶体用途
(1)激光频率转换，扩展激光的波长； (2)用来调制激光的强度、相位； (3)实现激光信号的全息存储、消除波前畸变 的自泵浦相位共轭等。
第二部分
阴离子基团理论简介
2.1 非线性光学效应简介
当光束入射到透明介质时，在其中将产生 极化矢量：
χ(2)是一个三阶张量，因此只有无对称中心的 单晶体才有可能产生二阶非线性光学效应。
KBBF（KBe2BO3F2）晶体
C方向难以长厚 难以按照相位匹配方向进行切割
怎么解决？
解决办法：KBBF棱镜耦合器件
关键在于：可见光、紫外光区，两种材料折射率 相差不大
硼酸盐阻燃剂概述
硼酸盐阻燃剂概述硼酸盐是一种重要的阻燃材料，目前广泛的应用建筑、橡胶、塑料及电器等行业，文章就硼酸盐阻燃剂的分类、特点、结构、阻燃性能的测试方法、研究现状、未来的发展方向和应用前景做了简要陈述。
标签：硼酸盐；阻燃剂；概述随着我国城镇化不断的发展，经济也得到了快速的发展，但同时也引发了一系列严重的社会问题，例如2010年11月15日上海的特大火灾造成，造成49人死亡、70人受伤；2013年5月11日晚，安徽宿孚玉镇居民住宅发生火灾，火灾现场5人死亡。
这一起起火灾带给人血的教训，引发了人们的深刻反思，除了在日常生活中规范操作和高度重视之外，还应从其它源头做起，那就是研发具有阻燃性能的材料，尽可能杜绝此种重大事故再次发生。
近年来，阻燃剂市场发展迅猛，据不完全统计，2007年全球阻燃剂市场消费为170万吨，2008年为195万吨，2010年为230余万吨，2014年有望达到近300万吨。
我国也在2007年3月1日颁布了《阻燃制品标识管理办法（实行）》，规范阻燃剂的使用，防止阻燃剂对环境和人体健康产生影响。
1 硼酸盐阻燃剂特点阻燃剂的种类很多，按照使用方法可分为添加型和反应型；按照组成可分为有机阻燃剂、无机阻燃剂、无机-有机阻燃剂。
有机阻燃剂主要有卤系、磷系、六溴水散体、磷酸酯、十溴-三氧化二锑、卤代磷酸酯等，其优点是与有机物有很好的亲和力，在塑料等阻燃体系中占绝对优势，但缺点是阻燃过程中会产生大量的有毒有害气体和烟雾，为后续的救援造成了很大的影响，这就限制了其应用。
无机阻燃剂，主要有硼酸盐类、氢氧化物、磷酸的铵盐、卤化铵、硼酸等，其由于具有无毒、无烟、无卤、无害等优点，被广泛的应用在建筑，装修等很多行业，并且需求量占整个阻燃市场的50%以上，并有逐年递增的趋势。
硼酸盐就是一种应用最广的阻燃剂，目前，我国生产的硼酸盐阻燃剂主要有偏硼酸钙、五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸按、硼酸锌、偏硼酸钡、氟硼酸锌等，硼砂有防止残焰的作用，但对防止灼焦的作用不大；而硼酸有阻止无焰灼烧的作用，但对防止残焰的作用又不明显，将两者混合可以发挥协同阻燃效果，防止无焰灼烧的效果很好。
硼酸及其性质
硼砂的用途1
• 主要用于玻璃和搪瓷行业。在玻璃中，可增强紫 外线的透射率，提高玻璃的透明度及耐热性能。 在搪瓷制品中，可使瓷釉(you)不易脱落而使其具 有光泽。在特种光学玻璃、玻璃纤维、有色金属 的焊接剂、珠宝的粘结剂、印染、洗涤(丝和毛织 品等)、金的精制、化妆品、农药、肥料、硼砂皂、 防腐剂、防冻剂和医学用消毒剂等方面也有广泛 的应用。硼砂是制取含硼化合物的基本原料，几 乎所有的含硼化物都可经硼砂来制得。它们在冶 金、钢铁、机械、军工、刀具、造纸、电子管、 化工及纺织等部门中都有着重要而广泛的用途。
谢谢观看！
硼酸的鉴定
• 硼酸可以与甲醇或乙醇在浓硫酸催化下， 生成挥发性的硼酸酯，它燃烧产生特有的 绿色火焰，用来检验硼酸根的 • H3BO3+3CH3OH ==浓H2SO4 ==B (OCH3)3 +3H2O
硼酸的酸性比较
• 证明弱酸的酸性:醋酸>碳酸>硼酸 • 试剂有：醋酸溶液，碳酸氢钠溶液，硼酸溶液， • 根据强酸制弱酸原理： • 1. • 操作：取少许碳酸氢钠溶液于试管，滴加醋酸溶液。 • 现象：试管中产生气泡 • 反应：HAc + NaHCO3 = NaAc + CO2↑ + H2O • 2. • 操作：取少许碳酸氢钠溶液于试管，滴加硼酸溶液。 • 现象：无明显现象（二者不反应） • 分析：说明硼酸酸性弱于碳酸，没办法与碳酸氢钠反应 产生碳酸。 • 拓展分析：硼酸不是属于能给出氢离子的酸，其酸性来源 不是本身给出氢离子，而是由于硼是缺电子原子，能加合 水分子的氢氧根离子，而释放出质子。所以硼酸酸性弱
硼酸的酸性比较
常用的硼酸盐
常用的硼酸盐硼酸盐是指含有硼酸根离子（BO3）的化合物，常见的硼酸盐有硼酸钠、硼酸铵、硼酸钙等。
它们在工业生产和科学研究中都起着重要的作用。
硼酸钠是最常见的硼酸盐之一，化学式为Na2B4O7。
它是一种无色结晶体，在水中能溶解，常用于玻璃制造、农业、医药等领域。
在玻璃制造中，硼酸钠能够增加玻璃的抗热震性能，提高玻璃的质量和透明度。
在农业中，硼酸钠是一种重要的微量元素肥料，能够促进植物的生长和发育。
此外，硼酸钠还被广泛应用于医药领域，用作抗菌剂和消毒剂。
硼酸铵是硼酸和铵盐反应得到的化合物，化学式为NH4BO2。
它是一种无色结晶体，具有良好的溶解性。
硼酸铵在铸造业中被广泛应用，用作防火剂和木材防腐剂。
它能够抑制燃烧过程中的火焰和烟雾的生成，提高材料的防火性能。
此外，硼酸铵还可以用作电镀工业中的添加剂，能够改善镀层的质量和均匀性。
硼酸钙是硼酸和钙盐反应得到的化合物，化学式为CaB2O4。
它是一种白色结晶体，不溶于水。
硼酸钙主要用于陶瓷工业和玻璃制造。
在陶瓷工业中，硼酸钙能够增加陶瓷材料的硬度和强度，提高陶瓷制品的质量和耐磨性。
在玻璃制造中，硼酸钙能够改善玻璃的化学稳定性和热稳定性，增加玻璃的抗热震性能。
除了硼酸钠、硼酸铵和硼酸钙，还有其他一些常见的硼酸盐。
例如，硼酸镁（MgB2O4）是一种白色结晶体，常用于陶瓷工业和化学分析。
硼酸锌（Zn3B6O12）是一种无色结晶体，可用作玻璃的着色剂和防火剂。
硼酸铝（Al2B6O11）是一种白色结晶体，主要用于陶瓷工业和电子工业。
总的来说，硼酸盐在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。
它们能够改善材料的性能，提高产品的质量，同时也为人们的生活带来了诸多便利。
随着科学技术的不断发展，相信硼酸盐在未来会有更广阔的应用前景。
硼酸盐玻璃层状结构
硼酸盐玻璃层状结构硼酸盐玻璃是一种重要的无机非晶态材料，其层状结构在材料科学中具有重要的应用价值。
下面从化学特性、结构特点、应用等方面介绍硼酸盐玻璃的层状结构。
一、化学特性硼酸盐玻璃是一种兼有玻璃和陶瓷的性质的材料，具有良好的化学稳定性和优异的耐热性。
其主要成分为硼酸盐和氧化物，其中硼酸盐含有大量的B-O键，同时还含有少量的Na、K、Ca、Mg和Al等金属离子。
硼酸盐中的金属离子与氧化物结合形成了硼酸盐玻璃的层状结构。
二、结构特点硼酸盐玻璃的层状结构是由硼酸盐层与氧化物层交替排列形成的。
硼酸盐层具有六角形的环状分子结构，硼原子与三个氧原子形成平面三角形。
硼酸盐层的硼原子和氧原子之间存在着两种不同类型的键，一种是硼-氧键（B-O），另一种是氧-氧键（O-O）。
氧化物层是由金属离子和氧原子共同构成的。
氧化物层中的金属离子与硼酸盐层之间以无规则的方式进行配位。
硼酸盐玻璃的层状结构具有许多独特的特点。
首先，硼酸盐层和氧化物层的相互作用非常稳定，具有极强的化学惰性。
其次，硼酸盐层的硼-氧键比较弱，容易形成非晶态结构，从而使硼酸盐玻璃呈现出无序的结构特点。
此外，硼酸盐层与氧化物层之间的无规则配位使得硼酸盐玻璃呈现出高度的异质化特征。
三、应用硼酸盐玻璃的层状结构是一种既具有化学稳定性又具有特殊性质的结构。
它的广泛应用包括：1.电子器件：硼酸盐玻璃层状结构具有良好的导电性能和抗辐射特性，在电子器件中可以作为中间层，增强电子元件的电性能和稳定性。
2.光学器件：硼酸盐玻璃的层状结构使得其具有很好的光学特性，可以用于制作光学器件，如光纤、滤光器、高精度透镜等。
3.医学应用：硼酸盐在医学上应用广泛，包括肿瘤治疗、辐射防护、放射线成像等。
硼酸盐玻璃的层状结构可以增强其在肿瘤治疗中的应用效果。
总之，硼酸盐玻璃的层状结构是一种非常独特的结构，具有广泛的应用前景和材料设计价值。
硼酸的理化性质及危险特性表
戴好口罩和手套。用砂土、干燥石Байду номын сангаас或苏打灰混合，然后在专用废弃场所深层掩埋。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。
储运注意事项
①储存注意事项：
储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。保持容器密封。应与碱类、金属粉末等分开存放。搬运时轻装轻卸，保持包装完整，防止洒漏。
②运输注意事项：
起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与碱类、钾、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。
③操作注意事项：密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与碱类、钾接触。搬运时轻装轻卸，保持包装完整，防止洒漏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
300
相对蒸汽密度（空气=1）
无资料
闪点（℃）
无意义
饱和蒸汽压（k Pa）
无资料
引燃温度(℃)
无资料
爆炸上限/下限[％(V/V)]：
无意义
临界压力(MPa)
无资料
临界温度(℃)
无资料
主要用途
用于玻璃、搪瓷、医药、化妆品等工业，以及制备硼和硼酸盐，并用作食物防腐剂和消毒剂等。
溶解性
溶于水，溶于乙醇、乙醚、甘油。
硼酸的理化性质及危险特性
标识
英文名：Boric acid
UN编号：无资料
CAS号：10043-35-3
危险化学品编号：无资料
分子式：H3BO3
分子量：61.84
理化性质
外观与性状
硼酸的性质是什么
硼酸的性质是什么
硼酸，化学式H₃BO₃，为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶，有滑腻手感，无臭味。
溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，水溶液呈弱酸性。
大量用于玻璃（光学玻璃、耐酸玻璃、耐热玻璃、绝缘材料用玻璃纤维）工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间。
接下来跟着小编一起来了解一下硼酸吧！
硼酸的性质
硼酸固体时是白色粉末状结晶或三斜轴面的鳞片状，是带有一定光泽的结晶，有滑腻手感，无臭味，味微酸苦后带甜。
硼酸能溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，露置空气中无变化，但溶液状态时能随水蒸气挥发。
硼酸相对密度1.4347，熔点184℃（分解），沸点300℃。
需要注意的是，硼酸具有刺激性，有毒，不慎内服对人体危害极大，严重时可能会导致死亡，致死最低量：成人口服640mg/kg，皮肤8.6g/kg，静脉内29mg/kg；婴儿口服
200mg/kg，空气中硼酸最高容许浓度10mg/m3。
溶解度
硼酸加热至100～105℃时失去一分子水而形成偏硼酸，于104～160℃时长时间加热转变为焦硼酸，更高温度则形成无水物。
1g硼酸能溶于18ml冷水、4ml沸水、18ml冷乙醇、6ml沸乙醇和4ml甘油，而硼酸0.1mol/L水溶液pH为5.1。
硼酸在水中溶解度能随盐酸、柠檬酸和酒石酸的加入而增加。
硼烷和硼酸盐的结构
B
HGe O3--1. 3 Ge<-1. 1Ge H4
Sn(OH)62 +-0.96 Sn(OH)24 - -0.91 Sn
PbO2 0.28 PbO -0.576 Pb
2019/6/20
刘晓瑭
8
11.3 锗锡铅
• 11.3.1 单质 • 11.3.2 含氧化合物 • 11.3.3 卤化物和硫化物
GeCl4＋2H2
Ge＋4HCl
再用电解法提纯
Sn的制备 SnO2＋2C
Sn＋2CO
Pb的制备
2PbS＋3O2 PbO＋C
煅烧 2PbO＋3SO2 Pb＋CO
制得铅电解提纯
2019/6/20
刘晓瑭
10
2. 物理性质
锗单质是灰白色金属，硬而脆，结构类似于金刚石。
锡单质 有三种同素异形体：
286 K
434 K
Pb 154 84
715.4 1449.9 3081
2.33
-0.126
2019/6/20
刘晓瑭
7
A
约 GeO2
-0.3Ge2
+
约 Ge
-0.3Ge
H4
-0.13
Sn4 + 0.15 Sn2 + -0.1364 Sn
PbO2 1.46 Pb2+ -0.1263 Pb
1.685 PbSO4 -0.3588
2019/6/20
刘晓瑭
9
1. 存在与制备
Ge：自然界存在极少，以GeS2伴生于其它矿。
Sn：SnO2 锡石，Pb： PbS 方铅矿，PbCO3 白铅矿。
Ge
2GeS2＋3O2
煅烧 2GeO2＋3SO2
硼酸盐熔点
硼酸盐熔点硼酸盐熔点与高温材料的应用硼酸盐是一类非常重要的无机盐，在高温材料的应用领域中发挥着重要的作用。
硼酸盐的熔点依其不同的分类而异，对于高温材料的应用来说，其熔点是一个至关重要的参数。
本文将从硼酸盐的熔点以及高温材料的应用领域来进行分析和讨论。
硼酸盐主要分为五类：硼酸、硼酸钠、硼酸锂、硼酸钾、硼酸钙。
它们的熔点分别为：硼酸(315℃)，硼酸钠(749℃)，硼酸锂(845℃)，硼酸钾(1015℃)，硼酸钙(963℃)。
从熔点可以看出，硼酸盐的熔点随着原子序数的增加而增加，这与其离子结构以及晶格的稳定性有关。
这种特性使得硼酸盐能够在高温环境下保持结构的稳定性和性能的持久性。
硼酸盐在高温材料的应用领域中具有广泛的用途。
首先，由于其良好的热性能和化学稳定性，硼酸盐可以被用作高温润滑剂。
在高温环境下，常规润滑剂易于热分解和挥发，而硼酸盐能够在高温下保持较好的润滑性能，从而提高机械设备的效率和寿命。
另外，硼酸钠在高温玻璃制造中有着重要的应用。
由于其低熔点且能够提高玻璃的抗震性能和耐酸碱性，硼酸钠可以作为玻璃生产中的助剂，改善玻璃的熔化性能和结构稳定性。
它可以减少玻璃溶解温度，降低玻璃的粘度，提高玻璃的成纤性和拉伸强度，适用于制造高强度、高透明度的特种玻璃。
除此之外，硼酸盐还可以用于高温陶瓷材料的制备。
硼酸盐作为一种陶瓷增强剂，能够提高陶瓷的力学性能、导热性能和化学稳定性。
通过控制硼酸盐的添加量和烧结工艺，可以调控陶瓷材料的微观结构和晶粒尺寸，实现对陶瓷材料性能的优化。
在高温环境下，硼酸盐也可以用作催化剂。
硼酸盐具有良好的酸碱性质，能够促进化学反应的进行。
很多化学反应在高温条件下才能达到较好的效果，而硼酸盐可以作为催化剂，在高温条件下帮助反应进行、提高反应速率和选择性。
综上所述，硼酸盐的熔点以及其在高温材料的应用领域中所发挥的重要作用是密不可分的。
随着科学技术的不断进步，我们对硼酸盐的研究和应用也将不断深入。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
共边硼酸盐的结构和性质金士锋，蔡格梅，王皖燕，许燕萍，陈小龙1（北京凝凝态物理国家实验室，中国科学院物理研究所，北京，100190）摘要共边连接的硼氧基团只是在极端高压的条件下才偶尔出现，这种结构类型的存在违反了传统硼酸盐结构化学的基本假设。
目前，我们第一次在常压硼酸盐晶体中观察到了这种结构类型。
与以往的高压共边硼酸盐晶体不同，文中的常压共边晶体可以稳定的存在到它的熔点。
其孔道状结构中的碱金属离子甚至可以自由移动。
关键字：硼酸盐，晶体结构，离子交换1. 引言硼酸盐（Borates）晶体作为无机化学领域的一个重要分枝，在非线性光学，荧光材料，激光晶体材料等领域有广泛而重要的应用。
同时，复杂多样的硼酸盐结构类型也激发了广大化学工作者的研究兴趣，近50年来，相关工作者已经发现了数以千计的新型晶体，使该领域成为培育新型功能晶体的温床[1-3]。
作为硼酸盐结构化学的支柱，人们针对已发现的硼酸盐化合物概括了这样几条定律：1，硼氧基团存在BO3和BO4两种构型；2，BO3和BO4基团间仅能通过共顶点连接；3，共顶点连接的BO3和BO4基团构成阴离子集团[4-9]。
其中，B-O基团间的共顶点连接是pauli第三和第四定律的直接推论[10,11]，在硅酸盐，磷酸盐等领域也存在同样的现象[12-15]。
之前，人们只是在极高压条件下可以获得具有共边连接（Edge-sharing）的硼酸盐晶体[16]，但是这些高压相都是常压下的非稳相，因而这些现象只是被当作极端条件下对原有硼酸盐结构化学的扩充。
在本文中，我们将介绍一个常压下合成的新型硼酸盐晶体KZnB3O6，该晶体不仅是第一个具有硼氧集团共边连接的常压晶体，而且也是唯一能够在常压下稳定存在到熔点的共边连接硼酸盐晶体。
这个化合物的发现表明，高压并不是这种新奇结构类型的决定性条件，而且对存在了几十年的硼酸盐基本连接规则，人们还需要深入探讨。
2. 样品制备和实验表征本文中的KZnB3O6粉晶材料通过固态反应的方法制备。
反应初始原料为分析纯的K2CO3(A.R.), ZnO (A.R) 和 H3BO3(99.99%)。
实验中用于结构解析的单晶样品，则直接由纯相的粉晶样品通过熔化后通过自发形核的方式获得。
X射线粉末衍射使用的是帕纳科（X’Pert PRO MRD）粉晶衍射仪，实验条件为Cu Kα，40KV，40mA，测试温度为室温。
X射线单晶衍射使用的是BRUKER APEX CCD单晶衍射仪系统，具体试验条件可参见表3.1中数据收集部分。
变温X射线衍射数据在Mac ScienceM18AHF /M21X（CuKα1; 1.54056Å）粉末衍射仪上收集。
试验开始时，首先收集了室温下1联系作者：电话：82649039；E-mail address：chenx29@的衍射图谱作为比较标准，随后仪器降温至30K，然后缓慢升温，在到达进行数据收集的温度点后停留10分钟，待温度稳定后进行测试。
差热失重分析（DSC-TGA）使用的是SDT Q600 (V20.9 Build 20)装置。
使用氧化铝坩埚作容器，α–Al2O3作为标准参照物。
升温速率为10o C/min。
红外光谱在PE-983G红外光谱仪上测定，使用KBr与样品混合压片，测量范围为200-1500 cm-1。
拉曼光谱测试使用的是JY-T64000：模块式三级拉曼光谱仪系统。
光谱范围：250 nm ~1 μm，波数精度优于0.01 cm-1，测量温度为室温。
3. 结果与讨论KZnB3O6的结构通过单晶X-射线衍射技术确定。
解析出的结构可确认该化合物是第一例由常压合成并具有硼氧集团共边连接的晶体。
KZnB3O6结晶于一个 6.753(6)Å×6.911(6)Å×7.045(7)Å的三斜单胞中，空间群为P⎺1。
每个单胞中仅有两个分子式和11个独立原子位置。
如图1a所示，KZnB3O6晶体的结构可简单的看成由[B6O12]6-基团，[Zn2O6]8-基团和K+离子构成。
其中，晶体的主体是由[B6O12]6-基团和[Zn2O6]8-基团以共顶点相互连接形成的三维框架结构，在框架中填充着以微弱离子键平衡价态的K+离子。
更进一步观察可发现[B6O12]6-基团和[Zn2O6]8-基团相互间以6配位的方式相连（图1a-c），因而从组成基团的角度可认为KZnB3O6的结构为类氯化钠结构，只是晶胞稍稍倾斜。
同时，该晶体沿[0 1⎺1]方向还出现了两个不同大小的孔道，其中较大的孔道被钾离子占据，而较小的孔道则没有被占据。
晶体中的K离子只有一个独立原子位置，它同时与9个邻近的氧原子有微弱的相互作用，这些原子构成了很不规则的配位多面体。
孔道中K+离子的Zigzag分布同第一个报道具有离子交换通道的Na2Co2B12O21中Na+的分布非常类似。
图1 a)配位多面体表示的KZnB3O6晶体沿[0 1⎺1]方向的投影，其中ZnO4四面体为深黑色，BO4四面体和BO3三角形为浅灰色。
b) 在(⎺1 1 1)晶面上[B6O12]6-基团和[Zn2O6]8-基团相互连接的细节c) [B6O12]6-基团以及它的配位环境可以发现，[B6O12]6-基团由两个BO4四面体和四个BO3三角形组成，基团中的BO4四面体通过共边连接，而余下的四个端点则进一步同BO3三角形共顶点连接（图1c）。
晶体中出现的BO3三角形使得该晶体与其它在高压下获得的共边硼酸盐晶体有着显著的不同，高压下获得的共边硼酸盐晶体只含有BO4四面体。
利用Huppertz等研究者建议的表示共边BO4四面体的符号‘’，该晶体的FBB可以表示为：4Δ2□: <2Δ>=<2Δ>[17]。
虽然就合成条件和硼氧基团的配位环境而言，我们所获得的晶体和之前报道的高压共边晶体间存在巨大的差别，但共边BO4四面体的几何参数则非常相近，似乎很少受到这些情况的影响。
我们分析了目前所有已知的共边硼酸盐晶体中共边BO4结构的关键几何参数，结果显示它们具有高度的一致性。
作为一个普遍的规律，共边连接的多面体中阳离子的电荷较多时，同性电荷间的斥力将使得两个阳离子的间距拉大，以降低整个体系的能量。
因此，我们看到在所有的共边BO4结构中，B2O2环内的B-O-B键角都显著的缩小了，与此同时，环内的硼氧键长也较平均值有所增加，使得d BB的数值较变形前大幅增加。
图2中给出的是由密度泛函理论计算得到的该晶体的差分电荷密度图（DCD map）[18]。
从三维差分电荷密度图中（图2a）我们可以较明显的指出该晶体的成键特点：B-O键是典型的共价键，表现在B-O原子成键区域存在显著的电荷转移；K-O键则是典型的离子键，在0.1 eÅ-3的尺度上成键区的电荷转移几乎不可见；同时，Zn-O键处于两者之间，属于部分共价键。
从图中还可以看出，B2O2和B3O3这共边和共顶点的环内，B-O-B的成键形式是类似的：它们两者都在硼氧原子间形成了一对σ键；B3O3环内在反键区形成了大量的电子聚集（这是在氧的p电子成键时的典型特点），类似的，B2O2环内则在类似区域形成了Zn-O键。
图2b-c分别给出了B2O2和B3O3两个环差分电荷密度的纵切面。
从图中可看出，共边的B2O2环上成键强度远不及共顶点的B3O3环上的成键强度，预示着共边区域的潜在的不稳定性。
图2 a) [B6O12]6-和邻近的Zn原子的差分电荷密度在±0.1 eÅ-3水平上的三维等值面图，深色表示电荷聚集的成键区，浅色表示电荷转移区 b)对B2O2环上的差分电荷密度进行剖面显示的共边区成键细节 c) 对B3O3环上的差分电荷密度进行剖面的结果，b)和c)所用标尺的单位为eÅ-3其他研究者们在报道高压合成的共边硼酸盐时，已经注意到这些物相是常压下的非稳相，加热后随即发生相变。
与这些已知的高压非稳共边晶体不同，KZnB3O6是目前唯一能稳定到熔点的共边型硼酸盐。
我们使用联立的DSC-TGA热重仪对样品进行了热力学检测，结果可见于图3a。
如图所示，在加热到接近800℃熔点之前，差热曲线没有出现任何明显的吸热峰和放热峰，热重曲线也一直保持不变。
从热分析中我们可以确认KZnB3O6晶体为同成分熔化化合物，这也和我们自发形核的实验结果相吻合。
此外，因为硼酸盐体系中大量出现了不同温度下的相变，我们对KZnB3O6粉末样品进行了变温XRD分析，以确定共边的结构构型是否为某个更稳定基态构型的高温相。
检测结果表明（图3b），共边的结构框架在低到30K时依然没有变化，在试验过程中只是发现晶胞尺寸随温度下降有了不同程度的缩小。
为了进一步分析KZnB3O6这一独特共边结构的稳定性和对不同尺寸元素的兼容性，我们对该体系进行了元素替代实验。
元素替代的形式为X'Y'B3O6，其中X'=Li, Na, K, Rb, Cs，Y'=Zn，Cd。
实验的结果表明，任何形式的元素取代都不能形成该共边结构。
并且除了KCdB3O6这个新相外，其它形式的样品都没有成相。
KCdB3O6结晶成一个单斜晶胞，FBB为硼酸盐中很常见的B3O6集团，表现出与KZnB3O6晶体很大的不同。
共顶点的KCdB3O6结构虽然没有新奇性，但恰好为我们提供了一个KZnB3O6可能采取的普通结构形式。
我们使用总能量计算软件包CASTEP（剑桥系列总能计算软件包）和GGA(PEB)赝势形式，对KZnB3O6可能采取的这种结构进行了几何优化和总能量计算，以探讨看似具有更高体系能量的共边连接结构在KZnB3O6中保留下来的原因。
图3 (a) KZnB3O6样品的DSC-TGA测试结果，样品约在802℃同成分熔化 (b) KZnB3O6样品的低温原位粉末X射线衍射谱，测试温度分别为30K，120K，210K和297K计算的初始模型非常简单，即将KCdB3O6晶胞中的Cd原子换成Zn原子（见图4 a）。
然后我们对所得的初始模型进行结构优化（晶胞尺寸也随优化而变化），以降低系统的能量，直到系统能量变化低于某个阀值为止。
随后的优化过程很耗机时，但最终很好的收敛了。
同时，因为Zn的配位环境和Cd的配位环境有很大区别（Zn与O通常为四配位，并且较之Cd-O有较小的键长），在优化过程中晶体的结构逐渐从初始结构演化至图4b。
计算的同时也给出了该虚拟结构的总能，通过与实际晶体的理论计算值进行比较，我们发现共边连接结构在能量上是有优势的。
分析原因，由图4b中结构我们可以看到，KZnB3O6在共顶点连接时，不可能像KCdB3O6那样由CdO5链和B3O6环组成稳固的晶体结构，而是具有若干不稳定接合面（仅以微弱的K-O键相联系）。