分析:
硼的發現歷史
雖然人們和硼打交道已經有很長時間了,比如在古埃及制造玻璃的時候,硼砂被用作熔劑,古代的煉金術士也使用硼砂,但是硼酸的化學成分在19世紀初仍然是個謎。
1808年,英國化學家漢弗萊·戴維爵士(1778-1829)用電解法發現了鉀,然後用電解熔融的三氧化二硼制成了棕色的硼。同年,法國化學家約瑟夫-路易·格雷-呂薩克(1778-1850)和路易·雅克·那德(1777-1857)用金屬鉀還原無水硼酸生產元素硼。硼被命名為硼,它的名字來源於文字* * *,原意是“熔劑”。說明古代的人已經知道硼砂有熔化金屬氧化物的能力,在焊接中用作熔劑。
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硼
硼,原子序數5,原子量10.5438+01。大約在公元前200年,古埃及、羅馬和巴比倫使用硼砂制造玻璃和焊接黃金。1808年,法國化學家蓋·呂薩克和塞納德分別用金屬鉀還原硼酸產生元素硼。地殼中硼的含量為0.001%。天然硼有兩種同位素:硼10和硼11,其中硼10最為重要。
硼是黑色或銀灰色的固體。晶體硼為黑色,熔點約2300°C,沸點2550°C,密度2.34 g/cm?硬度僅次於金剛石,且易碎。
硼在常溫下比較穩定,即使在鹽酸或者氫氟酸裏煮久了也不行。硼可以直接與鹵族元素結合形成鹵化硼。硼在600 ~ 1000℃能與硫、錫、磷、砷反應;在1000 ~ 1400℃時,硼與氮、碳、矽反應,在高溫下還與許多金屬和金屬氧化物反應生成金屬硼化物。這些化合物通常是具有高硬度、耐熔性、高導電性和化學惰性的物質,往往具有特殊的性質。
硼被廣泛使用。硼與塑料或鋁合金結合是有效的中子屏蔽材料;硼鋼在反應堆中用作控制棒;硼纖維用於制造復合材料。
元素名稱:硼
元素的原子量:10.6438+0。
元素類型:非金屬
原子序數:5
元素符號:b
元素的中文名:硼
元素的英文名稱:硼
相對原子質量:10.438+0。
原子核中的質子數:5
核外電子數:5
核電審計數量:5
質子質量:8.365E-27
質子相對質量:5.035
周期:2
家庭數量:IIIA
摩爾質量:11
氫化物:BH3
氧化物:B2O3
最高價氧化物的化學式:B2O3
密度:2.34
熔點:2300.0
沸點:2550.0
外圍電子配置:2s2p1
核外電子構型:2,3
顏色和狀態:固態
原子半徑:1.17
普通化合價:+3
發現者:大衛,格魯薩克和坦納。發現日期:1808。
發現過程:
1808年,英國的大衛、法國的格魯薩克和坦納用鉀還原硼酸生產硼。
元素描述:
它是唯壹壹種最外層電子少於4個的非金屬元素。其單質有兩種:無定形的和結晶的。前者為棕黑色至黑色粉末。後者是黑色到銀灰色,帶有金屬光澤。硬度和鉆石差不多。無定形硼的密度為2.3g/cm3,(25-27℃);晶體形式的硼密度為2.31g/cm3,熔點為2300℃,沸點為2550℃,化合價為3。無定形硼在室溫下在空氣中緩慢氧化,在800℃左右可以自燃。硼和鹽酸或者氫氟酸,就算煮久了也沒什麽作用。它能被熱的濃硝酸和重鉻酸鈉與硫酸的混合物緩慢侵蝕和氧化。過氧化氫和過硫酸銨也能緩慢氧化結晶硼。上述試劑與無定形硼發生強烈反應。當與堿金屬碳酸鹽和氫氧化物的混合物壹起熔化時,所有形式的硼都被完全氧化。氯、溴和氟與硼反應形成相應的鹵化硼。在600℃左右,硼與硫發生劇烈反應,生成硫化硼混合物。當硼在氮氣或氨氣中加熱到1000℃以上時,就形成了氮化硼。硼和氫在1800-2000℃不反應,硼和矽在2000℃以上反應生成硼化矽。在高溫下,硼可以與許多金屬和金屬氧化物反應,形成金屬硼化物。
元素來源:在自然界中,硼只以其化合物的形式存在(如硼砂和硼酸,在動植物中只存在微量的硼),通常由氟硼酸鉀和氯化鉀電解熔化或其他化合物(如氧化硼)熱還原制得。
制備方法包括:用活性金屬熱還原氧化硼;用氫氣還原鹵化硼;碳熱還原法還原硼砂;硼酸鹽或其他含硼化合物的電解熔化;硼的氫化合物的熱分解通過上述方法獲得的初級產品應該在真空或受控鹵化中脫氣以制備高純度硼。
元素用途:因其較強的中子吸收能力,主要用於冶金(例如增加鋼的硬度)和核科學。
因為硼在高溫下特別活躍,所以它被用作冶金脫氣劑,鍛鐵的熱處理,以及增加合金鋼的高溫強度。硼也用於原子反應堆和高溫技術。硼鋼棒和條被廣泛用作原子反應堆的控制棒。由於硼的低密度、高強度和高熔點,可以用來制造導彈火箭中使用的壹些結構材料。硼化合物廣泛應用於農業、醫藥和玻璃工業。
元素輔助數據:
硼砂(Na2B4O7 10H2O)是壹種天然含硼化合物,古代醫學家早已知曉。我國是世界上硼砂資源豐富的國家。
1702年,法國醫生霍爾姆伯格首先從硼砂中制得硼酸,稱為salsedativum,即鎮靜鹽。1741年,法國化學家帕特指出,硼砂與硫酸反應生成硼酸和硫酸鈉。1789年,拉瓦錫在元素表中列出了硼酸族。1808年,英國化學家大衛和法國化學家格魯薩克和坦納各自獲得了元素硼。硼的拉丁名是boracium,元素符號是b,這個詞來源於硼砂。
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