硼单质的提取和性质

硼单质的提取和性质


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-05 编辑:xuzhiping 浏览次数: 7353

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摘要: 在自然界,没有游离态的硼,含硼的主要矿物有硼酸、硼砂、方硼石和白硼钙石等。我国是世界上硼资源最丰富的国家之一,在许多内陆湖泊的水中都含有大量的硼砂。我国从宋代开始已将硼砂作为药物使用。 18世纪初,欧洲通过荷兰的东印度公司从我国的西藏进口硼砂,从此欧洲的化学家...

在自然界,没有游离态的硼,含硼的主要矿物有硼酸、硼砂、方硼石和白硼钙石等。我国是世界上硼资源最丰富的国家之一,在许多内陆湖泊的水中都含有大量的硼砂。我国从宋代开始已将硼砂作为药物使用。

18世纪初,欧洲通过荷兰的东印度公司从我国的西藏进口硼砂,从此欧洲的化学家开始了对硼的研究。他们先用硼砂制得硼酸。

1808年,英国化学家戴维和法国化学家盖•吕萨克、泰纳尔用金属钾还原硼酸制得了硼的单质。

他们将硼元素命名为Borium(B,硼),词根的原意是“硼砂”,并隐含“焊药”之意。因为硼砂能够溶解金属氧化物,可作为焊药使用。

硼的单质有无定形和结晶形两种不同的形态。1856年,德国化学家武勒就曾用以下两种方法,制得不同形态的单质硼。

无定形硼是棕黑色或黑色的粉末,而结晶形硼则是乌黑色或银灰色、有光泽的正十二面结晶。

无定形硼的化学性质活泼,它与氧的亲和力特别强,能从许多金属或非金属的氧化物中夺取氧原子,因此在冶金工业中得到了广泛的应用。例如,在冶炼不镑钢时,加入少量的无定形硼,可以提高不锈钢的强度,用于制作航空、航天设备。将硼和钴、钛、镍等加入黏土中,可以制成耐高温和超硬度的陶瓷,应用于航天、火箭等高技术领域。在金属铝与铜中加入适量的硼,可以大大提高金属的导电性,应用于电器工业。

目前,工业上制取无定形硼主要采用镁在高温下还原三氧化二硼的方法。

结晶形硼同金刚石一样属于原子晶体,它的化学性质稳定,熔点、沸点高,硬度也仅次于金刚石,因此常用于制造切削工具和钻头等。

工业上可用三溴化硼和氢气的混合气,通过加热至1200~1400°C的金属钽丝或钨丝,使三溴化硼分解后得到结晶形硼。

硼还具有吸收中子的特性,因此可以制成条状,作为原子反应堆中的控制棒使用。

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