硼
硼
元素序号：5元素符号：B元素名称：硼元素原子量：10.81元素类型：非金属发现人：戴维、盖吕萨克、泰纳发现年代：1808年发现过程：1808年，英国的戴维和法国的盖吕萨克、泰纳，用钾还原硼酸而制得硼。
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。
元素来源：制备方法有：硼的氧化物用活泼金属热还原；用氢还原硼的卤化物；用碳热还硼砂；电解熔融硼酸盐或其他含硼化合物；热分解硼的氢化合物上述方法所得初产品均应真空除气或控制卤化，才可制得高纯度的硼。
元素用途：由于硼在高温时特别活泼，因此被用来作冶金除气剂、锻铁的热处理、增加合金钢高温强固性，硼还用于原子反应堆和高温技术中。
棒状和条状硼钢在原子反应堆中广泛用作控制棒。
由于硼具有低密度、高强度和高熔点的性质，可用来制作导弹的火箭中所用的某些结构材料。
硼的化合物在农业、医药、玻璃工业等方面用途很广。
元素辅助资料：天然含硼的化合物硼砂（Na2B4O7·10H2O）早为古代医药学家所知悉。
国标硼含量的标准
国标硼含量的标准硼是一种化学元素，符号为B，原子序数为5。
它在自然界中广泛存在，主要以硼酸盐和硼硅酸盐的形式存在。
硼及其化合物在许多领域都有广泛的应用，如冶金、陶瓷、玻璃、电子、医药等。
因此，硼含量的标准对于不同行业和产品来说是非常重要的。
一、硼含量的意义硼含量是指物质中硼元素的含量。
硼元素具有独特的物理和化学性质，如高硬度、高强度、高热导率、耐腐蚀性等。
因此，硼及其化合物在许多领域都有广泛的应用。
例如，在冶金行业中，硼被用作钢铁和铝合金的合金元素，可以提高材料的强度和硬度；在陶瓷和玻璃行业中，硼被用作助熔剂和着色剂，可以降低熔点并提高产品的质量和性能；在电子行业中，硼被用作半导体材料和光纤材料，可以提高电子设备的性能和效率。
二、国标硼含量的标准根据不同行业和产品的需求，国标硼含量的标准也有所不同。
以下是一些常见的国标硼含量标准：1.钢铁行业：钢铁中硼的含量通常在0.001%~0.005%之间。
国标规定，钢铁中硼的含量应符合GB/T 222-2006《钢的化学成分测定方法》中的规定。
2.铝合金行业：铝合金中硼的含量通常在0.01%~0.3%之间。
国标规定，铝合金中硼的含量应符合GB/T 1196-2002《铝合金化学成分及力学性能》中的规定。
3.陶瓷和玻璃行业：陶瓷和玻璃中硼的含量取决于产品的种类和用途。
例如，硼硅酸盐玻璃中硼的含量通常在5%~13%之间。
国标规定，陶瓷和玻璃中硼的含量应符合相关行业标准中的规定。
4.电子行业：在电子行业中，硼被用作半导体材料和光纤材料。
国标规定，半导体材料和光纤材料中硼的含量应符合相关行业标准中的规定。
三、硼含量的检测方法硼含量的检测方法主要有化学分析法、光谱分析法和电化学分析法等。
其中，化学分析法是最常用的方法之一，可以通过滴定法、重量法等方法来测定硼的含量；光谱分析法可以利用原子发射光谱法、原子吸收光谱法等方法来测定硼的含量；电化学分析法可以利用电位滴定法、极谱法等方法来测定硼的含量。
硼元素作用
硼是一种化学元素，其在自然界和工业中有多种用途和作用：
1. 玻璃工业：硼酸盐在玻璃制造中起到重要作用，能够降低玻璃的熔点，提高玻璃的硬度和抗热震性，使得玻璃更加透明和坚固。
硼酸盐也用于生产玻璃纤维，用于制作隔热材料、建筑材料和复合材料。
2. 农业：硼是植物生长所必需的微量元素之一，对于植物的生长和发育具有重要作用。
它促进了植物细胞壁的形成，调节了植物的生长激素合成，参与了植物的光合作用和养分吸收。
因此，在农业中，硼被广泛用作植物肥料的成分，用于提高农作物的产量和品质。
3. 医药和化妆品：硼化合物在药物和化妆品的生产中被用作防腐剂、抗菌剂和调节剂。
硼酸被用于治疗一些皮肤疾病，硼化合物也被用于一些药物的生产中。
4. 聚合物工业：硼化合物在聚合物工业中被广泛应用，用于生产聚合物树脂、塑料、橡胶等材料。
硼化合物可以提高聚合物的耐火性、机械性能和化学稳定性。
5. 核工业：硼的同位素硼-10和硼-11在核工业中有一定的应用，硼-10在核反应堆中作为中子吸收剂，用于调节核反应的速率，控制核裂变反应；硼-11则用于生产硼中子探测器、中子吸收剂等。
总的来说，硼在玻璃、农业、医药、化妆品、聚合物和核工业等领域都有着重要的应用和作用。
硼族元素及其化合物
硼族元素及其化合物
一、硼的性质
硼（Boron）是一种族IIIb的元素，在化学元素周期表中第五位，原子序数为5，原子质量为10.81、硼元素是一种半金属元素，具有金属质地，保持着类似硅的结构。
硼具有极强的抗氧化、加热稳定性、腐蚀性，使其有着优良的电性能，适用于电子设备中的导电成份，还拥有稳定的介电性能，是线路板制作的上佳材料。
二、硼的化合物
（1）氢氧化硼
氢氧化硼（H₂BO₃）是硼元素的最常见的化合物。
它是一种无色粉末状的晶体，熔点为350℃，有特殊的稀酸味，非常溶于水，但在碳酸钠、碳酸氢钠水溶液中极难溶解。
氢氧化硼是一种电解质，是用作电缆、电池和电磁浮动的主要材料。
（2）硼酸
硼酸（HBO₂）是硼的重要的化合物之一，其有机半氧化物的形式为
H₃BO₃，通常以白色粉末的形式存在，溶于水，不溶于二氯甲烷，拥有特殊的稀酸性味道。
硼酸有着广泛的应用，主要用作农药、洗涤剂、轻工业中制作消光剂、染料、防腐剂和焊条等。
（3）硼酸钠
硼酸钠（Na₂B₂O₄·2H₂O）是一种水溶性的硼酸盐，主要用作染料、洗涤剂、消光剂、增塑剂、绝缘剂、涂料等。
硼元素的作用
硼元素的作用
硼（B）是一种化学元素，具有多种重要的作用。
下面是硼元素的一些详细作用：
1.植物生长和发育：硼对植物的生长和发育至关重要。
它参与细胞壁的形成和维持，促进植物细胞的分裂和伸长。
硼还对植物的根系发育、花粉萌发和果实发育等过程起调节作用。
植物缺乏硼会导致根系变短、叶片变形、花粉不发育和果实畸形等问题。
2.骨骼健康：硼对人体骨骼的健康发挥着重要作用。
它参与钙、镁和维生素D等骨骼所需的营养物质的吸收和利用，有助于骨骼的形成和维持。
适量的硼摄入可以促进骨密度增加，预防骨质疏松症。
3.碳水化合物代谢：硼参与调节人体内碳水化合物的代谢过程。
它可以增加胰岛素的效果，提高细胞对葡萄糖的摄取和利用能力，维持血糖平衡。
4.核反应堆中的控制材料：硼化合物广泛用于核反应堆中的控制材料。
硼的同位素硼-10（10B）对中子具有很强的吸收能力，可以用于控制核反应堆中的中子流量，维持核反应的稳定。
5.玻璃和陶瓷工业：硼在玻璃和陶瓷工业中有重要应用。
硼化合物（如硼酸）可以增加玻璃和陶瓷的硬度、耐热性和耐腐蚀性，改善其物理和化学性质。
6.高能燃料：硼化合物被广泛应用于高能燃料的制备，如固体火箭燃料和炸药。
硼化合物在这些应用中具有高能量密度和良好的氧化还原性能。
总的来说，硼在植物生长、骨骼健康、碳水化合物代谢和核工业等方面具有重要的作用。
此外，硼在材料科学、能源和化工领域也有广泛的应用。
硼
硼是一种典型的非金属元素。
硼在自然界中只以化合物形式存在，但在地壳中分散状态的硼却分布广泛，而且是地表水、地下水、岩浆喷气、矿泉水和所有岩层的气液包裹体中所具有的元素。
硼也是非常分散的、典型的亲石元素，广泛分布于各种成因、不同类型的岩石中。
硼矿物几乎在地质旋回的所有阶段都可以形成，从岩浆作用到表生作用，在内生条件和外生条件下均可以形成工业富集。
硼矿是一种用途广泛的化工原料矿物。
它主要用于生产硼砂和硼酸以及元素硼。
硼在玻璃、冶金、医药、搪瓷、油漆、日用化工、农业以及国防尖端工业等部门都是不可缺少的。
因此，硼资源的开发、利用，对于现代工业的发展，具有越来越重要的作用。
一、矿物原料特点世界上含硼矿物很多，根据含硼矿物的化学组成，可将其分为三类：硼硅酸盐矿物、硼铝硅酸盐矿物和硼酸盐矿物。
其中，硼硅酸盐矿物主要是硅钙硼石和赛黄晶；硼铝硅酸盐矿物主要有电气石和斧石。
这两类硼矿物中，除了硅钙硼石尚具有工业价值外，其他或是难以加工，或因未大量聚集成工业矿床而意义不大。
目前，作为硼工业原料的主要是第三类——硼酸盐矿物。
这类矿物有100多种，但作为工业硼资源开发利用的仅有10余种，如天然硼砂、遂安石、硼镁石、硬硼钙石、天然硼酸、钠硼解石、柱硼镁石等。
在中国，硼镁石、遂安石、硼镁铁矿、硼砂、钠硼解石、柱硼镁石等均可形成大、中型矿床。
下面分别简介一下几种主要硼酸盐矿物的物理、化学性能。
硼镁石Mg2［B2O4(OH)］(OH)：B2O3的理论含量为41.38%；呈纤维状、板状、柱状晶形；具有丝绢光泽；颜色有白、灰、浅黄色；密度为2.62～2.75 g/cm3，莫氏硬度3～4，不溶于水。
硼镁铁矿（Mg·Fe)3 Fe［BO3］O2：B2O3的理论含量17.83% ；形态有针状、柱状、纤维状、短柱状-粒状集合体等多种晶形；具有珍珠、金刚光泽；颜色有黑色和黑绿色；密度为3.6～4.7 g/cm3；莫氏硬度5.5～6；不溶于水。
硼的结构式
硼的结构式
硼是一种化学元素，其化学符号为B，原子序数为5。
它属于碳族元素，在元素周期表中位于氮的右边，硼的原子量为10.81。
硼的结构式可以表示为B，其中B代表硼原子。
硼是一种非金属元素，具有特殊的结构和性质。
硼的原子结构是由5个电子组成，分布在两个能级上。
第一能级上有2个电子，第二能级上有3个电子。
硼原子的电子排布为1s2 2s2 2p1。
这种电子结构使硼成为一个典型的电子亏损元素。
硼的结构式中，硼原子周围还有一些键和其他原子相连。
硼的键可以与其他元素形成化学键，形成硼化合物。
硼化合物的结构式可以表示为B-X，其中X代表与硼原子形成化学键的元素。
硼化合物具有多种不同的结构，其中最常见的是硼酸和硼酸盐。
硼酸的化学式为H3BO3，硼酸盐的化学式为Na2B4O7。
硼酸和硼酸盐在工业和科学领域中有广泛的应用。
除了硼酸和硼酸盐，硼还可以形成其他的化合物，如硼烷和硼醇。
硼烷的化学式为BH3，硼醇的化学式为B(OH)3。
这些化合物在有机化学中具有重要的应用。
硼的结构和性质决定了它在化学和材料科学中的重要性。
硼具有良好的导热性和电子能带结构，使其成为制备高温材料和半导体材料
的理想选择。
硼的结构和性质还使其在核工业中有重要的应用，如作为中子吸收剂和控制材料。
硼的结构式为B，代表硼原子。
硼是一种非金属元素，具有特殊的结构和性质。
硼可以形成多种化合物，如硼酸和硼酸盐。
硼的结构和性质决定了它在化学和材料科学中的重要性。
硼在工业和科学领域中有广泛的应用。
硼
MAC：
PC-TWA：
PC-STEL：
健康危害
工业生产中，仅见引起皮肤刺激、结膜炎、支气管炎，一般无中毒发生。口服引起急性中毒，主要表现为胃肠道症状，有恶心、呕吐、腹痛、腹泻等，继之发生脱水、休克、昏迷或急性肾功能衰竭，可有高热、肝肾损害和惊厥，重者可致死。皮肤出现广泛鲜红色疹，重者成剥脱性皮炎。本品易被损伤皮肤吸收引起中毒。慢性中毒：长期由胃肠道或皮肤吸收小量该品，可发生轻度消化道症状、皮炎、秃发以及肝肾损害。
理化性质及危险、有害特性一览表
标
识
中文名：硼
英文名：boron
危险类别：
分子式：B
分子量：10.81
UN编号：
危货编号：
RTECS号:
CAS号：7440-42-8
理
化
性
质
物质状态、外观、气味：棕色或黄色极软的粉末,或灰色有光泽的晶体。
熔点（℃）：2300
溶解性：不溶于水，溶于乙醇、乙醚，溶于浓硝酸、硫酸。
吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧。就医。
食入：饮足量温水，催吐。洗胃，导泄。就医。
应急处理
隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。
储运与废弃
废弃处理
根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系，确定处置方法。
注：所有数据和文字均要注明来源（用编号对应）[书名][主编][出版社][版次和日期][页数]
危险特性：粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定浓度时,遇火星会发生爆炸。
爆炸性气体的分类、分级、分组
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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个分子轨道，用去26个电子；每个二十面体同上下相邻的6个二十面体形成6个两中心两电子共价键，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sp3杂化的四面体构型的配合物。
例如三氟化硼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、稀有气体等作用。
(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=高温=2H₃BO₃+3H₂
(3)与酸作用
硼不与盐酸作用，但与热浓H₂SO₄，热浓HNO₃作用生成硼酸：
2B+3H₂SO₄(浓)==2H₃BO₃+3SO₂↑
B+3HNO₃(浓)==H₃BO₃+ 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+3KNO₃==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。
制备方法
1、首先用浓碱液分解硼镁矿得偏硼酸钠，将NaBO₂在强碱溶液中结晶出来，使之溶于水成为较浓的溶液，通入CO₂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三氧化二硼，经干燥处理后，用镁或铝还原B₂O₃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
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H₃BO₃或B(OH)₄一，硼酸与有机化合物的羟基形成酯化物。
动物与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。