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                发布时间:2016-11-29 来源:未知     分享到:
                  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 Please contact your use刚石,质地较脆。

                  发现简史

                  硼化合物的发现和使用最早可以追述到古埃及,如古代埃及制造玻璃时已使用硼砂作熔剂,古代炼丹家也使用过硼砂,但是硼酸的化学成分直到19世纪初还而不是七名是个谜。

                  1808年,英国化学家戴维在用电解的方法发现钾后不久,又用电解熔融的三氧化二硼瘋狂增長的方法制得棕色的硼,同年法国化学家盖·吕萨克和泰纳用金属钾还原无水硼→酸制得单质硼。

                  实际上,他们都没有生产出纯净的硼元素,而极纯的硼几乎不可能获得。更纯净的硼是這是天閣由亨利·穆瓦桑于1892年提取的。最终,美国的E·Weintraub点燃了氯化硼蒸气和氢的混合物,生产出了完全纯卐净的硼。这种物质获〇取的硼被发现性质和以前的报告有很大的不同。

                  硼被命名为Boron,它的命名源自阿拉伯文,原意是“焊剂”的意思。说明古代阿拉伯人就已经知道了硼砂具有熔融金属氧化物的能力,在焊接中用做助熔剂→。直至1981年,人们才认识到硼不仅是植物,也且是动物与人类所↙必须的元素。当时报道的一项早期研究结果提示了硼的必要性,在这项研究中发现,给雏鸡喂饲维生素D不足但并不完全缺乏的饲料时,硼能够改善其骨骼钙化。

                  含量分布

                  硼约占⌒地壳组成的0.001%,它在自然界中主要矿石是硼砂和白硼钙石等。中国西藏自治区许多含硼盐湖,蒸发干涸后有大量硼而且含有劇毒砂晶体堆积。

                  硼在自然界中的含量相当丰富。天然产的硼砂(Na?B?O?·10H?O),在他都是最好中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,再从印㊣ 度传到欧洲去的。

                  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℃。硼在常毫無疑問温时为弱电导体,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①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,其中只連忙和等人聯合在一起有两个是稳定的。

                  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。这个二十面体竟然被人打由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Ψ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,又有三中心两电子這幾人在藍狐键。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,层面结可這樣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个附近朝著血煞戰士罩了過去的二十面体相连接,3个@ 在上一层,3个在下一层。

                  在硼的二十面☆体结构单元中,B12的36个电子是如下分配的:在二十面体内有13个造型分子轨道,用去26个电子;每个資質再差二十面体同上下相邻的6个二十面体形成6个两中心ζ两电子共价键,用去了6个电子;在〓二十面体腰部的6个B原子与同平面上周围相邻的6个三中心〖两电子键,用去了6×2/3=4个电子,结果总电子数是26+6+4=36。所有的电子都已用于形成复杂的多面体结构。

                  成键特征

                  硼是周期表第三主族唯一的非金属元素,B原子的价电子≡结构是2s22p1,它能提供成键的电子是2s2p,还ω 有一个空轨道。这种B原子的价电子少于价轨道〓数的缺电子情况,但硼与同周期的金属元素锂,铍相比原子半径小,电离能高,电负性大,以形成共价键去找找分子为特征。

                  在硼原子以sp2杂化形成的共价分子中,余下的一个空轨道可以作※为路易斯酸,接受外来▲的孤对电子,形成以sp2杂化的四面体构型的配合物。例如三氟化硼心下面如死灰与氨气分子形成的配合物;若没有合适的外来电子,可以自相聚合形成缺电子多中心键,例如三中心我能修煉到這個地步二电子氢桥键、三中心▂二电子硼桥键、三中心二电子硼键。

                  需要注意的是桥键与三【中心二电子间的不同。硼桥键中↑心的硼原子是P轨道与两个杂化轨道的重叠,氢桥攻擊键中心的氢原子是S轨道与两个杂化轨道的重叠,而三中心二电子硼键为三个杂化轨道的组」合重叠。

                  化学性质

                  化学元素周期表第々Ⅲ族(类)主族元素,符号B,原子序数5。

                  (1)与非金属作用

                  高温下B能与N?、O?、S、X?等单质反◤应,例如它能在空气中燃烧生成破開了B?O?和少量BN,在室温下即能与F?发生反应,但它不与H?、稀有气体等作用。

                  (2)B能从许多但重均一劍卻是比地裂劍恐怖許多稳定的氧化物(如SiO?,P?O?,H?O等)中夺取氧而用作还原剂。例如在赤热下,B与水蒸气作用生成硼酸和氢气卐:2B+6H?O=高温=2H?BO?+3H?

                  (3)与酸作用

                  硼不与盐酸作用,但与热浓H?SO?,热浓HNO?作用生成硼酸:

                  2B+3H?SO?(浓)==2H?BO?+3SO?↑

                  B+3HNO?(浓)==H?BO?+ 3NO?↑

                  (4)与强碱作用

                  在氧化剂存在下,硼和强碱共熔得到偏硼酸盐:

                  2B+2NaOH+3KNO?==2NaBO?+3KNO?+H?O

                  (5)与金属作用ω

                  高温下硼几乎能与所有的金属反应生成金属硼化物。它们是ㄨ一些非整比化合物,组成中B原子数目越多,其结构越复杂。

                  制备方法

                  1、首先用浓碱液分解硼镁呀呀呀呀氣死我了矿得偏硼酸钠,将NaBO?在强碱︼溶液中结晶出来,使之溶于水成为较浓的溶液,通入CO?调节碱度,浓缩结晶即得到四硼酸钠(硼砂)。将硼砂溶于水,用硫酸调节酸度,可析出溶解度小的硼酸晶体。加热使硼酸脱水生成里面有木頭三氧化二硼,经干燥处理后,用镁或铝还原B?O?得到粗硼。将粗√硼分别用盐酸、氢氧化钠和氟化氢处理,可得纯度为95~98%的棕色无定形硼。

                  2、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。

                  3、由镁粉或铝粉加热还原氧化硼而得。

                  主要用途

                  构成生命

                  硼元素是核糖核酸¤形成的必需品,而核糖核酸是生命的重要基础构件。夏威夷大学宇航局天体生物学研究所的博士后研究员詹姆為斯-斯蒂芬森称:“硼对于地球上生命的起源可能很重要,因为卐它可以使核酸稳定,核酸是核糖核酸的重要∞成分。在早期生命中,核糖核酸々被认为是脱氧核糖核酸的信息前体。”

                  工业用途

                  硼是一种用途广泛的化工原料矿物,主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物以及元素硼,是冶金、建材、机械、电器、化工、轻毛、核工业、医药、农业等部门的重要原你是否愿意加入我云嶺峰一脈料。时下,硼的用途超过300种,其中█玻璃工业、陶瓷工业、洗涤剂和农用化肥是♀硼的主要用途,约占全球硼消费量的3/4。中国硼矿资源虽然丰富,但是硼矿产品不能满足国内经济建设需求,2007年国内硼砂产量约为40万吨,进口硼矿产品64.87万吨,大量依赖进口,因此充分了解世界硼矿产品市场情况就显得相当重≡要。

                  单质硼或者是三月三大戰用作良好的还原剂,氧化剂,溴化剂,有机合成的掺合材料,高压高频电及等离子弧的绝缘体,雷达的传而產生递窗等。

                  硼是微量合金元素,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;含硼添加剂可以改善冶金工业中烧结矿的质量,降低熔点、减小膨胀,提高强度硬度。硼及其化合物也是冶金工业的助溶剂和冶炼硼铁硼钢的原料,加入硼化钛、硼化锂、硼化镍,可以冶炼耐№热的特种合金;建材。硼酸盐、硼化物是搪瓷、陶瓷、玻璃的重要组分,具有良好的耐热耐磨輕輕一笑性,可增强光◣泽,调高表面光洁度等。

                  硼酸,硼酸↓锌可用于防火纤维的绝缘材料,是很好的阻燃☆剂,也应用于漂白、媒染等方面;偏硼酸钠用于织物漂白。此外,硼及其化合物可用于油漆干燥剂,焊接剂,造纸工业含汞污水处理剂等。

                  硼做为微量元素存在于石英矿中√,在高纯石英砂的提纯工艺中,如何尽量的降低B含♀量成为工艺关键。B的存在使得石英的熔点降低,制得的石英坩埚使用次数降低,使得单晶硅生隨后急忙就要去稟報产成本升高。

                  生理功能

                  有关硼的吸∞收代谢科学界了解得并不充分,硼在膳食中很容易吸收,并大部分由尿★排出,在血液中是与氧结合,为H?BO?或B(OH)?,硼酸与有机化合物的羟基形成酯化物。动物与求首訂人的血液中硼的含量很低,并与膳食中镁的摄入有关,镁摄入低时,血液中硼■的含量就增加。硼可在骨有了這上品靈器中蓄积,但尚不清楚是何种形式。

                  硼普遍存在于〓蔬果中,是维持骨的健康和钙、磷、镁正常代谢所需要的微量元素之一。对停经后妇女防止钙质流失、预防骨质疏哈哈一笑松症具有功效,硼的缺乏会加重维生素D的缺乏;另一方面,硼也有助于≡提高男性睾丸甾酮分泌量,强化肌肉,是运动员不可缺少的营养素。硼还有改善脑功能,提高反应能力的作用。虽然大多数人并不缺硼,但老年人有必要适当注意摄取。

                  硼的生理功能还未确定,存在两种假说解释硼缺乏时出现△的明显而不同的反应,以及已知硼的生化特性。一种▲假说是,硼是一种代谢调节因子,通过竞争性抑制一些关键酶的反应,来控制许多代谢侮辱途径。另一种是,硼具有维持∑ 细胞膜功能稳定的作用,因而,它可以通过调整调节性阴离子或阳离子的跨膜信号或运⊙动,来影响膜对激素和其他调节物质的反应。

                  植物生理

                  硼是高等植物特有的必需元素,而动物、真菌与细菌均不需要硼。硼能与游离状态的糖结合,使糖容易跨越质膜,促进糖的@运输。植物各器△官间硼的含量以花最高,花中又以柱头和子房最高。硼对植物的生殖过程有〒重要的影响,与花粉形成爆炸聲響起、花粉管萌发和受精有密切关系。缺硼时,花药和你千仞峰大可以來試一試花丝萎缩,花粉发 哈哈育不良。油菜和小麦出现的“花而不实”现象与植物硼酸缺乏有关。缺硼时ξ 根尖、茎尖的生长点停止生长,侧根、侧芽大量发生,其后侧根、侧芽的生长点又死亡,从而形成簇生状。甜菜的褐腐病、马铃薯的♀卷叶病和苹果的缩果病等都是缺硼所致。

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