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硼元素的简介 摘要 硼作为硼族唯一的非金属元素，平时并不为人所熟识，现写下此篇小论文，对硼及其化合物作了简要介绍。 关键词 硼氧化合物 硼卤化合物 金属硼氢化物 硼烷 正文 硼的发现史 硼在自然界中的含量相当丰富。天然产的硼砂（ Na2B4O7·10H2O），在我国古代就已作为药物，叫做蓬砂或盆砂，可能是从西藏传到印度，再丛印度传到欧洲去的。 1702 年法国化学家霍姆贝格首先用硼砂和硫酸亚铁一起加热， 制得硼酸。1747—— 1748 年间，法国化学家德· 埃努维认识到硼酸是一种酸， 而硼砂是硼酸和苏打化合而成的盐。 1789 年拉瓦锡把硼酸基作为一种元素， 列入他的元素分类表中。 根据他的观点， 硼酸是硼酸基和氧的化合物。 1808 年，法国化学家盖·吕萨克和泰纳尔和英国化学家戴维各自独立地制得单质硼。 他的拉丁文名称 Borium 来自拉丁文 baurag ，是焊接的意思。因为硼砂能熔解金属氧化物，在焊接中用作助熔剂。 硼单质 硼约占地壳组成的 0.001%，它在自然界中主要矿石是硼砂（ Na2B4O7· 10H2O）、白硼钙石（ Ca B O · 5H O）和镁钙石（ Mg B O ）。我国西藏自治区许多含硼盐湖，蒸发干涸后有大 2 6 11 2 2 2 5 量硼砂晶体堆积。 单质硼主要用钠、镁或铝等活泼金属在高温下还原氧化硼制得，所起的化学反应主要 是 Na B O · 10H O+2HCl==4HBO+2NaCl+5H O 2 4 7 2 3 3 2 2H3BO3==B2O3+3H2O B2O+3Mg==3MgO+2B 3 用盐酸洗去氧化镁和未反应的金属镁，就得到棕色的无定形硼。膨在高温下跟多种金属反应而生成硼化物， 因此上面得到的无定形硼中往往含有金属硼化物和未还原的硼的氧化物等杂质。 要除去这些杂质，应使产物跟稀盐酸一起煮沸，再用氢氟酸处理。最纯的单质硼 用氢还原法制得：使氢和三溴化硼的混合气体经过钽丝，电热到 1500K，三溴化硼在高温下被氢还原，生成的硼在钽丝上成片状或针状结构。 硼的物理性质 单质硼是原子晶体。由于硼原子的缺电子特征，它的晶体结构在所有元素中具有最特 殊的复杂性。 现在至少有 3 种硼的晶体是已知的。 其中 2 种是菱形六面体， 在他们的晶胞中 分别有 12 个和 108 个硼原子。另一种是四方结构，每个晶胞中有 50 个硼原子。 无定形硼是暗棕色粉末。结晶硼具有光泽的黄色到灰色晶体，硬度接近金刚石。 硼的密度约为 2.37g/cm 3，熔点为 2303K，沸点 4203K。 硼的化学性质 硼是非金属元素，它的氢氧化物（ H3BO3 硼酸）是弱酸。硼的最外层有三个电子只能形成+3 价的化合物。成键时进行 sp2 轨道杂化，形成共价键。 反应 说明 1. 跟氧的反应 在常温下，无论是潮湿的或干燥的空气 4B+3O2==2B2O3 都不能跟硼作用。在高温（ 1000K 左右）下， 硼能在纯氧或空气中燃烧。 2. 跟卤素的反应 氟在常温下能跟硼发生反应。氯、溴、 2B+N==2BX3 碘要在加热时才能跟硼反应。 3. 跟氮的反应 氮化硼的结构像石墨，它不溶于水，熔 2B+N==2BN 点很高（ 3270K 左右），化学性极稳定，在高 温下也不跟氧作用。 4. 跟一些金属的反应 硼化物的性质和碳化物、硅化物相似。 2B+3Mg==MgB2 大多数硼化物跟水不发生作用。只有硼化铍 和硼化镁能跟水作用，产生氢气和多种硼烷 的混合物。 B4C3+具有接近金刚石的硬度。 5. 跟硫的反应 B2S3 跟水剧烈作用， 产生硫化氢和硼酸。 2B+3S==BS3 6. 跟浓硫酸或浓硝酸的反应 硼跟稀酸不发生反应。 B+3HNO（浓） ==H3BO3+3NO2↑ 7. 跟浓碱的反应 硼跟稀碱溶液不发生反应。 2B+2KOH（浓） +2H2O==2KBO2+3H2↑ 硼的用途 单质硼主要用来制造硼钢。硼钢用作原子反应堆的挖制棒。含硼的微量元素肥料叫做硼素肥料（简称硼肥） ，能促进作物体内碳水化合物的运送，增强抗病害能力，并有利于开花结果。这种肥料对甜菜、豆料作物有特别良好的作用。 硼氧化合物 6.1 氧化硼 单质硼在纯氧或空气里燃烧时，生成氧化硼，放出大量的热。 4B+3O2 ==2B2O3+2844KJ 氧化硼溶解于水，生成（正）硼酸，所以它是硼酸的酸酐。 B2O3+3H2O==2H3BO3 硼酸加热脱水，最后生成玻璃状态的氧化硼。在较低温度和减压条件下脱水，得到的 是白色粉末状的氧化硼。 它有很强的吸湿性， 在潮湿的空气中能迅速同水结合而生成正硼酸，所以它用作脱水剂。在气态时，氧化硼是由单分子组成的。 氧化硼是两性氧化物，它能跟金属氧化物（碱性氧化物）在高温下化合，生成有各种特殊颜色的透明的偏硼酸盐（硼玻璃）