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原子序为5的化学元素

是一種化學元素,化學符號B原子序為5。由於的產生完全來自於宇宙射線散裂以及超新星而非恆星核合成,所以在太陽系與地殼[7]中含量很低。地球上最常見硼的天然化合物,是以水溶性的硼酸鹽形式聚集在一起。工業上可直接開採硼鹽酸的蒸發岩,例如硼砂和斜方硼砂。土耳其有已知最大的硼蘊含量,是最大的生產地。

硼   5B
氫(非金屬)
氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)
鈹(鹼土金屬)
硼(類金屬)
碳(非金屬)
氮(非金屬)
氧(非金屬)
氟(鹵素)
氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)
鎂(鹼土金屬)
鋁(貧金屬)
矽(類金屬)
磷(非金屬)
硫(非金屬)
氯(鹵素)
氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)
鈣(鹼土金屬)
鈧(過渡金屬)
鈦(過渡金屬)
釩(過渡金屬)
鉻(過渡金屬)
錳(過渡金屬)
鐵(過渡金屬)
鈷(過渡金屬)
鎳(過渡金屬)
銅(過渡金屬)
鋅(過渡金屬)
鎵(貧金屬)
鍺(類金屬)
砷(類金屬)
硒(非金屬)
溴(鹵素)
氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)
鍶(鹼土金屬)
釔(過渡金屬)
鋯(過渡金屬)
鈮(過渡金屬)
鉬(過渡金屬)
鎝(過渡金屬)
釕(過渡金屬)
銠(過渡金屬)
鈀(過渡金屬)
銀(過渡金屬)
鎘(過渡金屬)
銦(貧金屬)
錫(貧金屬)
銻(類金屬)
碲(類金屬)
碘(鹵素)
氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)
鋇(鹼土金屬)
鑭(鑭系元素)
鈰(鑭系元素)
鐠(鑭系元素)
釹(鑭系元素)
鉕(鑭系元素)
釤(鑭系元素)
銪(鑭系元素)
釓(鑭系元素)
鋱(鑭系元素)
鏑(鑭系元素)
鈥(鑭系元素)
鉺(鑭系元素)
銩(鑭系元素)
鐿(鑭系元素)
鎦(鑭系元素)
鉿(過渡金屬)
鉭(過渡金屬)
鎢(過渡金屬)
錸(過渡金屬)
鋨(過渡金屬)
銥(過渡金屬)
鉑(過渡金屬)
金(過渡金屬)
汞(過渡金屬)
鉈(貧金屬)
鉛(貧金屬)
鉍(貧金屬)
釙(貧金屬)
砈(類金屬)
氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)
鐳(鹼土金屬)
錒(錒系元素)
釷(錒系元素)
鏷(錒系元素)
鈾(錒系元素)
錼(錒系元素)
鈽(錒系元素)
鋂(錒系元素)
鋦(錒系元素)
鉳(錒系元素)
鉲(錒系元素)
鑀(錒系元素)
鐨(錒系元素)
鍆(錒系元素)
鍩(錒系元素)
鐒(錒系元素)
鑪(過渡金屬)
𨧀(過渡金屬)
𨭎(過渡金屬)
𨨏(過渡金屬)
𨭆(過渡金屬)
䥑(預測為過渡金屬)
鐽(預測為過渡金屬)
錀(預測為過渡金屬)
鎶(過渡金屬)
鉨(預測為貧金屬)
鈇(貧金屬)
鏌(預測為貧金屬)
鉝(預測為貧金屬)
鿬(預測為鹵素)
鿫(預測為惰性氣體)
-



外觀
黑色(晶体)/棕色(无定形)
概況
名稱·符號·序數 硼(Boron)·B·5
元素類別 類金屬
·週期· 13 ·2·p
標準原子質量 10.811(7)
電子排布

[He] 2s2 2p1
2, 3

硼的电子層(2, 3)
物理性質
物態 固态
熔點時液體密度 2.08 g·cm−3
熔點 2349 K,2076 °C,3769 °F
沸點 4200 K,3927 °C,7101 °F
熔化熱 50.2 kJ·mol−1
汽化熱 480 kJ·mol−1
比熱容 11.087 J·mol−1·K−1

蒸氣壓

壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 2348 2562 2822 3141 3545 4072
原子性質
氧化態 4,[1] 3, 2, 1[2]
(弱酸性氧化物)
電負性 2.04(鲍林标度)
電離能

第一:800.6 kJ·mol−1
第二:2427.1 kJ·mol−1
第三:3659.7 kJ·mol−1

更多
原子半徑 90 pm
共價半徑 84±3 pm
范德華半徑 192 pm
雜項
晶體結構 三方
磁序 反磁性[3]
電阻率 (20 °C)~106  Ω·m
熱導率 27.4 W·m−1·K−1
膨脹係數 (25 °C)(ß form) 5–7 [4] µm·m−1·K−1
聲速(細棒) (20 °C)16,200 m·s−1
莫氏硬度 ~9.5
CAS號7440-42-8
最穩定同位素

主条目:硼的同位素

同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變
方式 能量MeV 產物
10B 19.9(7)%* 穩定,帶5個中子[5]
11B 80.1(7)%* 穩定,帶6個中子[5]
  • *天然的硼-10的含量最低可能仅有19.1%,而最高可达20.3%。
    余下的成分为硼-11。
    [6]

在天然存在的硼元素是一種非金屬,在隕石中可以找到少許,然而在地球上尚未發現天然存在的硼元素。工業上因為碳或其他元素的污染所以難以製造出高純度的硼,硼有數種同素異形體,而無定形硼是棕色粉末狀,結晶硼的顏色是介於銀色至黑色。硼的硬度是9.5(莫氏硬度),在常溫下是不良導體。主要製作成硼絲其應用類似碳纖維來當座高強度的材料。

硼主要為化合物,在全球消耗中有一半的硼用於玻璃纖維的添加劑,功能是絕緣和結構材料。其次主要的用途是聚合物以及瓷器品,採用高強度、輕質結構和耐火材料。硼矽酸鹽玻璃因有比普通鈣玻璃更高的強度和抗熱衝擊性所以市場才會有所需求。當硼為過硼酸鈉時可作為漂白劑。硼少量用於半導體參雜劑,試劑的中間體為有機合成。一些含有硼的藥物正在被使用或研究當中。天然硼由兩種穩定同位素所組成,其中一種(硼-10)具有許多用途,例如中子捕捉劑。

在生物學上, 硼鹽酸的毒性對哺乳類動物低(相當於食用鹽的影響程度); 但是對於節肢動物較高,, 可以做為殺蟲劑。硼酸具有溫和的抗菌性, 已知有數種含硼的有機抗生素[8]。 硼是植物必須的元素, ,在農業上像硼砂和硼酸可做為肥料, 只需微量, 過量則具有毒性硼的化合物扮演強化植物細胞壁的角色。雖然有些證據對骨質有幫助,但是否對哺乳類(包含人類)為必要元素還未知。

目录

发现及命名编辑

硼的元素名稱,來自於硼砂(borax)。天然含硼的化合物硼砂早为古代医药学家所知悉。中国西藏是世界上盛产硼砂的地方之一。

1702年法国医生霍姆贝格首先用硼砂与硫酸反应制得硼酸,称之为镇静盐(Sal Sedativum )。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·吕萨克泰纳英语Louis_Jacques_Thénard各自获得单质硼。

硼的拉丁文名称为 boracium,來自阿拉伯文buraq(بورق)或波斯文burah(بوره);兩者皆為硼砂之意。日文韓文便因此將之意譯為「硼素」。

单质编辑

硼有两种同素异形体:结晶形硼是有光泽的灰色晶体,硬度与金刚石相近,但极脆;另一種硼則是暗棕色的粉末。

分布编辑

硼绝少单独存在,通常以硼砂的化合形式出现。硼砂可用作水软化剂和清洁剂。

同位素编辑

已发现的硼的同位素共有9种,包括硼8,硼9,硼10,硼11,硼12,硼13,硼14,硼15,硼17,其中只有硼10,硼11是稳定的,其他同位素都带有放射性

用途编辑

参考资料编辑

  1. ^ Fernando, W.T.M.L.; O'Brien, L.C.; Bernath, P.F. Fourier Transform Spectroscopy: B4Σ−X4Σ (PDF). J. Chem. Phys. 1990, 93: 8482. Bibcode:1990JChPh..93.8482F. doi:10.1063/1.459287. (原始内容 (PDF)存档于2012-07-31). 
  2. ^ Zhang, K.Q.; Guo, B.; Braun, V.; Dulick, M.; Bernath, P.F. Infrared Emission Spectroscopy of BF and AIF (PDF). J. Molecular Spectroscopy. 1995, 170: 82. Bibcode:1995JMoSp.170...82Z. doi:10.1006/jmsp.1995.1058. (原始内容 (PDF)存档于2012-01-11). 
  3. ^ Lide, David R. (ed.). Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics (PDF). CRC press. 2000. ISBN 0849304814. (原始内容 (PDF)存档于2012-01-12). 
  4. ^ Holcombe Jr., C. E.; Smith, D. D.; Lorc, J. D.; Duerlesen, W. K.; Carpenter; D. A. Physical-Chemical Properties of beta-Rhombohedral Boron. High Temp. Sci. 1973, 5: 349. 
  5. ^ 5.0 5.1 Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements. National Institute of Standards and Technology. [2008-09-21]. 
  6. ^ Szegedi, S. Determination of boron in glass by neutron transmission method. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Letters. 1990, 146: 177. doi:10.1007/BF02165219. 
  7. ^ Q & A: Where does the element Boron come from?. physics.illinois.edu. [2011-12-04]. 
  8. ^ Irschik H, Schummer D, Gerth K, Höfle G, Reichenbach H. The tartrolons, new boron-containing antibiotics from a myxobacterium, Sorangium cellulosum. The Journal of Antibiotics. 1995, 48 (1): 26–30. PMID 7532644. doi:10.7164/antibiotics.48.26.