元素

硼 Boron -蟑螂驱虫药到耐火玻璃的应用

在周期表中位于碳的旁边,所以往往会被碳的光辉掩盖。其单质基本上没有什么应用,但是含硼化合物确是应用很广泛的。

硼的基本物理性质

分类 非金属、半导体
原子序号・原子量 5 (10.811)
电子配置 2s22p1
密度 2340kg/m3
熔点 2092℃
沸点 3927℃
硬度 9.3
色・形状 黒色・固体
存在度 地球 10ppm、宇宙21.2
克拉克值 0.001%
发现者 戴维,盖·吕萨克,泰纳三人(1808年)
主要的同位素 10B(19.9%)、11B (80.1%)
用途例  耐火玻璃(耐热玻璃)、玻璃纤维、漱口药、氢氧化硼化合物、偶联试剂、驱虫药(蟑螂)
前后的元素 ー硼ー碳

白色,与碳相似的元素?

人类从很久以前就开始用硼砂(Na2[B4O5(OH)4]・8H2O)作为玻璃与搪瓷的原料,而以前根本不知道这其中含有什么元素。

硼砂

直到1808年,戴维,盖·吕萨克,泰纳三人从硼砂中分离出硼。硼(boron)的名字是戴维组合了硼砂(borax: 阿拉伯语「白」的意思)与碳(carbon)而得到的。但是,其实硼单质是黑色固体,所以现在回头想想,这个名字怪怪的。

单质硼(出处:periodictable.com)

另外,据说,其实命名者戴维是晚于另外两个人分离了单质硼,因此真正意义上的发现者只有盖・吕萨克,泰纳两人。

 泰纳

1777-1857年。法国化学家。1800年代初,与盖·吕萨克同时发现并且分离出了硼单质。另外他也是钴蓝色颜料的开发者(1802年)。

蟑螂灭绝神器!

下图所示的含有硼酸的【团子】是由马铃薯洋葱,面粉,糖,米糠做成的,是蟑螂等杂食昆虫最喜欢吃的食物,而其中混有毒饵硼酸。具体的毒杀机理还不是很明了,据说是蟑螂等害虫吃了之后引起了脱水症状而亡。而他们的尸体或者粪便等被其他蟑螂吃掉后也会达到相同作用,效果不错哟。

 

 

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混有硼的耐火玻璃

在玻璃里添加氧化硼后,能够使得石英玻璃的软化点下降,膨胀系数尽可能的保持在一个很小的数值,其中代表性的是耐热玻璃。这种玻璃仪器可以耐极速冷却或加热的条件,常常是我们有机化学民工的最爱。

 

耐热玻璃制品

拥有钻石硬度ー碳化硼

单质硼本身是黑色固体,而且是种硬度很强的物质。而含有碳的碳化硼(B4C)是更坚硬的物质。矿物的硬度以莫斯硬度来衡量,钻石硬度最高,为15,而碳化硼的硬度仅次于钻石为14。利用该特性,常常碳化硼用在武器的表面处理,原子炉的中子吸收材料等。

碳化硼

与硼化学有关的诺奖得主

因硼相关化学而获得诺贝尔奖的到目前为止总计三人,他们分别是美国的化学家Willam Nunn Lipscomb,他因硼烷的研究在1976年获奖。同是美国的化学家Herbert C. Brown利用酶催化的有机合成反应的开发在1979年获奖。之后过了将近30年,2010年北海道大学名誉教授铃木章因为硼化合物的偶联反应获得了诺奖。

 

 

关联动画(Youtube)

  • 硼单质的提取

  • 硼的焰色反应

  • 碰的中子捕捉视频(住友重机)

优酷视频

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京都大学药学博士,现某化学企业小职员,化学空间员工副代表,网页小编&翻译。
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