硼的化学性质

Question

如题所述

Answer 1

单质硼在常温下可与氟直接化合，而与氧的化合仅能发生在表面上，在300℃以下，硼对其他非金属是惰性的；但只要条件合适，它几乎可以与所有非金属反应，但不能直接与氢与稀有气体反应。粉末状无定形硼在20℃时就可自发地与氟反应，而与氯、溴、碘的反应则分别要在400℃、600℃、700℃时进行，粗大的晶体硼与卤素反应都有要求有较高的温度。硼与氧大允在450℃时可以迅速发生反应，但因生成的覆盖层阻碍继续氧化，所以反应会逐渐停顿下来，而使氧化作用不完全。如果在较高温度下反应，则反应速度将受玻璃状液层的扩散作用控制。在1000℃以上反应，由于覆盖层蒸发而使反应得以为断进行，但对于块状硼来说，即使在1200℃时，它的抗氧化性仍可与一些难溶金属媲美。硼与硫在600℃时反应生成B2S3；在较高温度下与硒反应生成B2Se3，熔化的碲不与硼作用。硼粉与氮在1050--1200℃下反应可生成BN，硼与磷要在1000℃时才能完全反应生成BP。硼与砷在800℃时加压能反应生成Bas。硼在900℃以上可与金刚石反应，在1200--1250℃时可与碳纤维反应生成B12C3（或B4C）；在2000℃以上的高温下，硼与碳可形成一系列产物，但它们的性质尚未弄清。硼与硅在低于1370℃时反应生成B4Si，而在高于1370℃时反应则生成B6Si。在所有的反应中，晶体硼都要比无定形硼反应慢。
总之，硼在化学性质上主要表现为非金属性，但在晶态时呈现某些金属性。因此，人们常将它列为半金属或准金属元素。硼的化学活性与纯度，粉细度和反应条件有密切关系。高纯晶态硼是相当稳定的，而一般纯度的粉状无定形硼则比较活泼；高纯硼即使是很细的也比较稳定，但在高温或强氧化剂作用下还是相当活泼的。

Answer 2

单质硼在常温下可与氟直接化合，而与氧的化合仅能发生在表面上，在300℃以下，硼对其他非金属是惰性的；但只要条件合适，它几乎可以与所有非金属反应，但不能直接与氢与稀有气体反应。粉末状无定形硼在20℃时就可自发地与氟反应，而与氯、溴、碘的反应则分别要在400℃、600℃、700℃时进行，粗大的晶体硼与卤素反应都有要求有较高的温度。硼与氧大允在450℃时可以迅速发生反应，但因生成的覆盖层阻碍继续氧化，所以反应会逐渐停顿下来，而使氧化作用不完全。如果在较高温度下反应，则反应速度将受玻璃状液层的扩散作用控制。在1000℃以上反应，由于覆盖层蒸发而使反应得以为断进行，但对于块状硼来说，即使在1200℃时，它的抗氧化性仍可与一些难溶金属媲美。硼与硫在600℃时反应生成B2S3；在较高温度下与硒反应生成B2Se3，熔化的碲不与硼作用。硼粉与氮在1050--1200℃下反应可生成BN，硼与磷要在1000℃时才能完全反应生成BP。硼与砷在800℃时加压能反应生成Bas。硼在900℃以上可与金刚石反应，在1200--1250℃时可与碳纤维反应生成B12C3（或B4C）；在2000℃以上的高温下，硼与碳可形成一系列产物，但它们的性质尚未弄清。硼与硅在低于1370℃时反应生成B4Si，而在高于1370℃时反应则生成B6Si。在所有的反应中，晶体硼都要比无定形硼反应慢。

Answer 3

硼在室温下比较稳定，即使在盐酸或氢氟酸中长期煮沸也不起作用。硼能和卤组元素直接化合，形成卤化硼。硼在600～1000°C可与硫、锡、磷、砷反应；在1000～1400°C与氮、碳、硅作用，高温下硼还与许多金属和金属氧化物反应，形成金属硼化物。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高电导率和化学惰性的物质，常具有特殊的性质。

Answer 4

元素描述：
它是最外层少于4个电子的仅有的非金属元素。其单质有无定形和结晶形两种。前者呈棕黑色到黑色的粉末。后者呈乌黑色到银灰色，并有金属光泽。硬度与金刚石相近。无定形的硼密度2.3克/厘米3，（25-27℃）；晶形的硼密度2.31克/厘米3，熔点2300℃，沸点2550℃，化合价3。在室温下无定形硼在空气中缓慢氧化，在800℃左右能自燃。硼与盐酸或氢氟酸，即使长期煮沸，也不起作用。它能被热浓硝酸和重铬酸钠与硫酸的混合物缓慢侵蚀和氧化。过氧化氢和过硫酸铵也能缓慢氧化结晶硼。上述试剂与无定形硼作用激烈。与碱金属碳酸盐和氢氧化物混合物共熔时，所有各种形态的硼都被完全氧化。氯、溴、氟与硼作用而形成相应的卤化硼。约在600℃硼与硫激烈反应形成一种硫化硼的混合物。硼在氮或氨气中加热到1000℃以上则形成氮化硼，温度在1800-2000℃是硼和氢仍不发生反应，硼和硅在2000℃以上反应生成硼化硅。在高温时硼能与许多金属和金属氧化物反应，生成金属硼化物。
硼，原子序数5，原子量10.811。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。1808年法国化学家盖·吕萨克和泰纳尔分别用金属钾还原硼酸制得单质硼。硼在地壳中的含量为0.001%。天然硼有2种同位素：硼10和硼11，其中硼10最重要。
硼为黑色或银灰色固体。晶体硼为黑色，熔点约2300°c，沸点3658°c，密度2.34克/厘米³，硬度仅次于金刚石，较脆。

Answer 5

晶态硼较惰性，无定形硼则比较活泼。
　　(1)与非金属作用
　　高温下B能与N2、O2、S、X2等单质反应,例如它能在空气中燃烧生成B2O3和少量BN,
在室温下即能与F2发生反应，但它不与H2作用。
　　(2)B能从许多稳定的氧化物（如SiO2，P2O5，H2O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：
　　2B+6H2O(g)==2B(OH)3+3H2↑
　　(3)与酸作用
　　B不与盐酸作用，但与热浓H2SO4，热浓HNO3作用生成硼酸：
　　2B+3H2SO4(浓)==2B(OH)3+3SO2↑
　　B+3HNO3(浓)==B(OH)3+
3NO2↑
　　(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+3KNO2==2NaBO2+3KNO2+H2O
　　(5)与金属作用
　　高温下硼几乎能与所有的金属反应生成金属硼化物。它们是一些非整比化合物。组成中B原子数目越多，其结构越复杂。
　　无定形硼用于生产硼钢，硼钢的抗冲击性能好，又因为B有吸收中子的特性，硼钢不仅是制造喷气发动机的优质钢材，还用于制造原子反应堆的控制棒。