硼   5B
氫(其他非金屬)
氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)
鈹(鹼土金屬)
硼(類金屬)
碳(其他非金屬)
氮(其他非金屬)
氧(其他非金屬)
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(其他非金屬)
硫(其他非金屬)
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(其他非金屬)
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)
鑥(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)
砹(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)
鐒(錒系元素)
鍩(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(未知特性)
鐽(未知特性)
錀(未知特性)
鎶(過渡金屬)
Nh(未知特性)
鈇(貧金屬)
Mc(未知特性)
鉝(未知特性)
Ts(未知特性)
Og(未知特性)
-



外觀
黑色(晶體)/棕色(無定形)
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

硼的電子層(2, 3)
物理性質
物態 固態
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

蒸汽壓

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(鮑林標度)
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

硼具有三方晶體結構
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

主條目:硼的同位素

同位素 豐度 半衰期 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的含量最低可能僅有19.1%,而最高可達20.3%。
    餘下的成分為硼-11。
    [6]

Boron)是一種化學元素化學符號B原子序數為5,是一種類金屬。由於硼的產生完全來自於宇宙射線散裂而非恆星核合成反應,硼在太陽系地殼的含量相當稀少。天然的硼主要存在於硼砂Na2B4O7·10H2O)礦中。

發現及命名

硼的元素名稱,來自於硼砂(borax)。天然含硼的化合物硼砂早為古代醫藥學家所知悉。中國西藏是世界上盛產硼砂的地方之一。

1702年法國醫生霍姆貝格首先用硼砂與硫酸反應製得硼酸,稱之為鎮靜鹽(salsedativum)。1741年法國化學家帕特指出,硼砂與硫酸作用除生成硼酸外,還得到硫酸鈉。1789年拉瓦錫把硼酸基列入元素表。1808年英國化學家戴維和法國化學家蓋·呂薩克、泰納各自獲得單質硼。

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

單質

硼有兩種同素異形體:結晶形硼是有光澤的灰色晶體,硬度與金剛石相近,但極脆;

硼是暗棕色粉末。

分布

硼絕少單獨存在,通常以硼砂的化合形式出現。硼砂可用作水軟化劑和清潔劑。

同位素

已發現的硼的同位素共有9種,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是穩定的,其他同位素都帶有放射性

用途

  • 硼在半導體工業大量用作半導體摻雜物,同時硼的化合物在殺蟲劑防腐劑的製造中也有重要的地位。硼還是植物的必需營養元素之一。
  • 硼烷可以作為火箭的高能燃料
  • 硼酸H3BO3)是有防腐性能的弱酸,同時也是中子吸收劑,在核反應爐內控制核分裂速率。
  • 硼化鎂在一定的低溫下會變成超導體。
  • 氮化硼可以作為工業上的固體潤滑劑,被稱為「白色石墨」。氮化硼和石墨類似,具有一種堅硬的同素異形體,其硬度僅次於鑽石
  • 氧化硼或五水硼砂,可以用來製作耐熱玻璃(硼矽玻璃)。

參考資料

  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. 
  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. 
  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. 
  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.