硼

硼是一种化学元素，它的化学符号是B，它的原子序数是5，是一种类金属。硼为黑色或银灰色固体。晶体硼为黑色，熔点约2300°C，沸点2550°C，密度2.34克/立方厘米，硬度仅次于金刚石，较脆。天然硼有2种同位素：硼10和硼11，其中硼10最重要。天然的硼主要存在于硼砂矿及硼钠方解石矿中。

中文名：硼

英文名：Boron

别称：Borfast;Boronatom;

化学式：B

分子量：10.81

CAS登录号：7440-42-8

形态：固态

颜色：黑色

发现人：盖-吕萨克

1、简介

周期系第Ⅲ主族（硼族）元素。原子序数5。稳定同位素10，11。原子量10.811。无定形硼为黑色或深棕色粉末。

硼

晶形硼为黑色或银灰色有光泽的晶体，硬度仅次于金刚石，较脆。无定形硼在空气中缓慢氧化，高温下燃烧，生成氧化硼。密度：晶体2.34，无定形物2.37。熔点2100℃。沸点2550℃。化合价+3。不溶于水、乙醇和乙醚。溶于浓硝酸和硫酸。高温时易与氧、氮作用，可作冶金除气剂，合金中加入硼可提高熔点、硬度和导电性。硼化合物广泛用于医药、玻璃、化学、皮革等工业中，硼与塑料或铝合金结合，是有效的中子屏蔽材料，硼钢可作为原子反应堆中的控制棒。硼化物多为坚硬，耐高温和化学惰性物质，工业用途广泛，如制作高硬度切削工具的材料和高级研磨材料（碳化硅）等。硼烷则由于其发热量大，燃烧快，航天工业中用作高能燃料。自然界中主要呈硼酸盐和硼酸形式存在。可由氧化硼与镁粉或铝粉加热还原而制得。

2、发现历史

硼化合物的发现和使用最早可以追述到古埃及，如古代埃及制造玻璃时已使用硼砂作熔剂，古代炼丹家也使用过硼砂，但是硼酸的化学成分直到19世纪初还是个谜。

1808年，英国化学家戴维在用电解的方法发现钾后不久，又用电解熔融的三氧化二硼的方法制得棕色的硼，同年法国化学家盖·吕萨克和泰纳用金属钾还原无水硼酸制得单质硼。

实际上，他们都没有生产出纯净的硼元素，而极纯的硼几乎不可能获得。更纯净的硼是由亨利·穆瓦桑于1892年提取的。最终，美国的E·Weintraub点燃了氯化硼蒸气和氢的混合物，生产出了完全纯净的硼。这种物质获取的硼被发现性质和以前的报告有很大的不同。

硼被命名为Boron，它的命名源自阿拉伯文，原意是“焊剂”的意思。说明古代阿拉伯人就已经知道了硼砂具有熔融金属氧化物的能力，在焊接中用做助熔剂。直至1981年，人们才认识到硼不仅是植物，也且是动物与人类所必须的元素。当时报道的一项早期研究结果提示了硼的必要性，在这项研究中发现，给雏鸡喂饲维生素D不足但并不完全缺乏的饲料时，硼能够改善其骨骼钙化。

3、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。

硼粉

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。

4、化学性质

可溶于冷的浓碱溶液中并分解出氢气。能被浓硝酸、浓硫酸和王水氧化成硼酸。化学性质比较活泼。在空气中和常温下稳定,加热至300℃被氧化,700℃即着火。燃烧时火焰呈红色,微量气化的硼火焰呈绿色。在高温时能与氧、氮、硫、卤素及碳相互作用。可与许多金属直接化合,生成金属硼化物。与有机化合物反应可生成-B-C-或-B-O-C-化合物。应避免与空气、潮湿空气、强氧化剂、强酸、水、空气接触。

5、硼矿

一种以硼酸盐、硼硅酸盐、硼铝硅酸盐矿物为主要组分的非金属矿产。有天然硼砂、硼镁石、钠硼解石、硼镁铁矿、硬硼钙石等。一般品位指标见表。固体硼矿富矿（含三氧化二硼）>11%，贫矿5%~11%。有露天开采也有地下开采。用浮选、磁选或化学选等法选矿。主要用于生产硼酸、硼砂、元素硼、硼化合物等。工业指标固体硼矿盐湖硼矿固体液体边界品位（B2O3）/%31.5400mg/l工业品位（B2O3）/%52.01000mg/L

6、微量元素：硼

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。

生理功能

硼的生理功能还未确定，目前有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(运动食品)，来影响膜对激素和其他调节物质的反应。

被提出可能有的功能：

柑橘缺硼

1.维持骨质密度。

2.预防骨质疏松。

3.加速骨折的愈合。

4.减轻风湿性关节炎症状。

生理需要量

目前尚未确定，但膳食中硼的摄入为0.5-3.5mg/d，需要量大于0.3mg/d。值得注意的是，当硼以硼酸类以外的形态应用时会致命，尤其在皮肤或黏膜有破损时，情况将更加严重。

硼失调对人体的危害

硼缺乏症

1.生长发育缓慢可能与硼的缺乏有关。

2.缺硼可能引起骨质疏松。

过量表现

硼、硼酸、硼砂都是低毒类蓄积性毒物，每天口服100mg，可引起慢性中毒，肝、肾脏受到损坏，脑和肺出现水肿。

食物来源

肝脏很容易患上如A型或B型肝炎、中毒性肝炎、肝癌或是肝硬化等疾病。其中，最为严重者是肝癌。

黄豆、葡萄(葡萄食品)干、杏仁、花生、榛子、枣、葡萄酒、蜂密，酒类，例如苹果(苹果食品)酒和啤酒。

7、产品用途

对塑料如环氧树脂及金属类如钴、钨等起增强作用。能与铝、钛复合制成高性能复合材料。该复合材料可在高温下连续工作。硼纤维增强铝基复合材料取代钛用于制造轰炸机,既减轻了重量,又降低了成本。还可用于原子反应堆的防护板,从而防止辐射。

8、生产方法

1、高纯元素硼制造方法中有卤化硼(如BCl3、BBr3)氢气还原法。氢化钠还原法先是在氢化反应器中由氢气和金属钠制得氢化钠,然后加入带有搅拌器和冷凝器的反应器中,稍加热后缓缓滴加三氟化硼乙醚络合物,生成的乙硼烷气体经干燥、精制后送人电加热的石英玻璃裂解器中,在高温下裂解析出元素硼。

2、硼纤维通常采用气相化学沉积法。将连续通入反应管的钨丝直接通电加热到1000～1200℃。在反应管中通入Ba3和H2的混合气体,在钨丝的表面引起反应,形成硼纤维。

3、以三氯化硼为原料,加热至800℃以下在气相中用氢还原反应,制得高纯无定形硼。

4、铝还原法将工业硼砂在常压下置于温度750℃以上的熔融炉里脱水成无水硼砂,经冷却、粗碎并细碎到规定的细度,按配料比与硫黄和铝粉充分混合,投入铸铁反应炉,在高温下进行反应。冷却后将熔块从炉中取出,粉碎,先用盐酸浸洗,再用氢氟酸浸洗,然后水洗和碱洗(5%氢氧化钠溶液),最后再用水洗。分离、干燥,得晶体元素硼成品。

9、储运条件

采用金属桶包装,包装根据用户要求而定,贮存于干燥、通风的库房中,防潮、防霉、防破。

10、安全信息

RTECS号：ED7350000

危险品标志：FHighlyflammable极易燃物品

XnHarmful有害物品

风险术语：R11高度易燃。

R22吞食有害。

R62有损害生育能力的危险。

R63可能有对胎儿造成伤害的危险。

安全术语：S16远离火源。

S24/25避免与皮肤和眼睛接触。

危险品运输编号：UN31784.1/PG2