三氟化硼及硼酸的理化性质

三氟化硼及硼酸的理化性质

1、三氟化硼理化性质

三氟化硼(Boron trifluoride)是一种无色气体，吸入可窒息。其可与潮湿空气发生化学反应而生成白色烟雾。三氟化硼的晶体结构是平面三角形。其中的硼原子受极性共价键作用，且为spasp杂化，使其分子间结构具备一定的对称性，偶极矩被完全抵消，表现为非极性分子性质。三氟化硼性质较为活泼，能与多种物质反应，其理化性质见表1。

表1三氟化硼理化性质

三氟化硼易溶于浓硫酸、三氯甲烷和四氯化碳等常见有机溶剂，可以与水反应而生成氟硼酸和硼酸，是放热反应。三氟化硼气体可与某些金属及有机物发生反应，亦可与某些物质发生加成反应或络合反应。其酸碱性表现为路易斯酸，因此可与氟化物或醚类物质发生酸碱反应。

三氟化硼能作为酯化、烷基化等有机反应的催化剂，也能作为防氧化剂来生产某些合金，其作为原料亦可生产卤化硼、单质硼、硼烷等硼相关产品。高纯三氟化硼在电子、核工业及光纤工业中有重要的应用，同时作为重要掺杂源，在半导体工艺中也有广泛的应用。除此之外，硼化合物可以作为固化剂应用于环氧树脂中，在光纤预制件中也有一定使用。

三氟化硼是一种高毒物质，兼具硼与氟化氢两者毒性，气体具有强刺激性，在加热条件

下或接触潮湿空气会发生反应而生成有毒且有腐蚀性的白烟(HF) ,可以腐蚀眼睛、皮肤等器官，如不慎吸入毒烟可导致死亡。与其接触后表观感受为咽喉刺痛、呼吸困难、视力模糊等症状。

2、硼酸理化性质

硼酸(H}BO})多为白色粉末状晶体，味微酸而略带甜味，相对密度1.43 5g/cm3(15℃)，熔点185℃(可分解)，3 00℃时失水而生成硼醉，无臭味。能溶于常见有机溶剂中，如酒精、乙醚、甘油等。硼酸在水中的溶解度与温度成正比，常温下，其溶解度较低。同时，硼酸在溶液中的溶解度会因某些无机酸的存在而显著降低。硼酸作为溶质通常不解离，以B(OH)3分子的形式存在于水溶液中，而在某些硼酸盐溶液中则通常以B(OH)4一离子的形式存在。通常，硼酸在其水溶液中会按式(1)进行电离:

(1)

硼酸溶液具有一定的挥发性。常压下，沸腾的硼酸水溶液产生的蒸汽中，有约千分之三浓度的硼酸随蒸汽挥发而损失。硼酸在176℃, 201℃和236℃时可分别生成三种不同变体。加热硼酸至107.5℃时，如上文的氧化硼三水合物会失去部分结晶水，首先生成偏硼酸，继续失去部分结晶水而最终生成正硼酸。随着结晶水的失去，挥发性随之增大，在3 00℃时完全失去结晶水而生成硼酸醉(B203),如果继续加热，会继续脱水完全而最终生成氧化硼，其完全熔化的温度为450℃。将无定型氧化硼加热至325℃时开始软化，当温度升高至500℃时则以液态形式存在，因此，熔点对于无定型氧化硼来说是不固定的。

硼酸是一元弱酸，电离常数为，当其分子浓度达到0.llg时，溶液的pH约为5左右。因此，可利用置换反应以某些无机酸为原料来制备硼酸，无机酸亦可选择某些弱酸，如碳酸及硫化氢之类仍可保证置换反应进行。某些多经基化合物可以与硼酸进行反应而生成硼酸络合物，由于络合物离解度较大，因此一定程度上强化了硼酸的酸性。如甘

露醇与硼酸反应生成的络合物离解常数为，比硼酸的电离常数高104倍。硼酸水溶液中加入某些中性盐也可以大大提高其酸性，尤其是某些含高水合物的中性盐。

硼酸在某些酸作为催化剂或脱水剂存在下可以与某些低级醇反应而生成酯化物。例如，在浓硫酸存在时，硼酸会与甲醇反应生成硼酸三甲酯。硼酸作为反应物可与HF发生反应而生成一种中，同时硼酸与氢氧化物或金属氧化物亦可形成氟硼酸盐。硼酸也会和磷酸反应生成磷酸硼，此时的硼酸会表现出微弱的碱性。

硼酸有毒，会影响消化器官及神经中枢等人体组织。吸入硼酸的中毒表现为食欲不振、腹痛腹泻、虚脱等症状。最低致死量:皮肤接触8600mg/kg，口服640mg/kg，静脉注射29mg/kg，最高允许浓度为l0mg/m3。