化合物
在其化合物硼是一个氧化态+ 3。然而,硼的前三个电离能太高,不允许形成化合物包含B3 +离子;因此,硼在所有化合物中都是共价键的.也就是硼的2轨道之一年代电子提升到2p轨道,给外层电子构型2年代12p2;的年代而且p然后轨道可以混合得到sp2而且sp3.杂化,使硼分别具有三配位和四配位。三配位衍生物(如卤化物、烷基、芳基)是平面的分子很容易形成给-受体复合物(称为加合物),含有孤电子对的化合物;在这些中加合硼原子是四配位的,四个基团四面体分布在它周围。四面体键是由一个供体原子(中性分子或原子)接收未共享电子对而形成的阴离子.这允许形成各种各样的结构。固体硼酸盐表现出五种类型的结构,涉及几个阴离子(即BO3.3 -由硼和氧形成)和共享电子键。最常见的硼酸盐是钠四硼酸盐,俗称硼砂, Na2B4O7∙10 h2O,自然存在于盐床。硼砂很早就被用于肥皂还有温和的防腐剂。由于其溶解金属氧化物的能力,它也被广泛应用于焊接通量.
另一个硼复合与多样化的工业应用硼酸H3.薄3..这个白色固体,也被称为硼砂,或正硼砂,酸是用硼砂的浓缩溶液处理得到的硫酸或盐酸.硼酸通常用作烧伤和表面伤口的温和防腐剂,也是眼部乳液的主要成分。它的其他重要应用包括在织物中作为阻燃剂,在电镀溶液中使用镍或者用于制革皮革,并作为一个主要组成在催化剂许多有机食品化学反应.加热后,硼酸失去水分,形成偏硼酸HBO2;从偏硼酸中进一步损失水分导致氧化硼B的形成2O3..后者与硅制造耐热玻璃(硼硅玻璃),用于炊具和某些类型的实验室设备。硼与碳形成碳化硼(B4C),一种极硬的物质,用作磨料和增强剂复合材料。
硼结合与各种金属形成的一类化合物叫做硼化.硼化物通常较硬,化学反应性较弱,电电阻性较低,具有较高的熔点比相应的纯金属元素多。一些硼化物是所有已知物质中最坚硬和最耐热的。硼化铝(AlB12),例如,在许多情况下,它被用作钻石粉的替代品,用于研磨和抛光。
与氮,硼的形式氮化硼(BN),它像碳一样,可以以两种异型(化学性质相同但物理性质不同)形式存在。其中一种具有类似的层结构石墨,而另一种具有类似的立方晶体结构钻石.后一种同素异形体,称为硼砂,能够承受更高温度下的氧化,是非常硬的性质,使其作为高温磨料有用。
硼与all反应卤素元素合成单体,高活性三卤化物(BX3.,其中X是卤素原子f,Cl,Br,或I),这些所谓的路易斯酸很容易与胺、膦形成络合物,醚类,以及卤化物离子。复杂的形成之间的例子三氯化硼和三甲胺,以及三氟化硼和氟离子之间的反应如下式所示:
重点表示氮和硼原子之间形成了键。当三氯化硼通过低压通过传送放电的装置,四氯化二硼,Cl2B-BCl2四硼四氯,B4Cl4,形成。四氯化二硼在室温下分解,生成一系列具有通式(BCl)的一氯化物。n,其中n可能是8,9,10或11;与公式B的化合物8Cl8和B9Cl9已知含有封闭的硼原子笼。
硼也可以用通式B形成一系列卤化物nXn,里面也有封闭的硼原子笼。比如氯化硼B4Cl4.不幸的是,这些有趣的卤化物,大多数都是高度着色的,与更典型的硼形成鲜明对比衍生品都是非常难准备和处理的。物质B4Cl4例如,它只能以毫克为单位制备,生产它需要复杂的放电技术;此外,它在空气中自燃,并迅速被水分解,甚至被用于润滑其制备的真空设备的润滑脂分解。
硼与氢形成一系列化合物,称为硼烷最简单的存在乙硼烷(B2H6).这些硼氢化物的分子结构和化学行为在无机化合物中是独一无二的。通常,它们的分子结构揭示了一些硼和氢原子被更多的原子紧密包围或结合在一起电子对债券对于每一对原子。这种差异导致了概念一种化学键,由不在两个原子之间而由三个原子共享的电子对组成(三中心双电子键)。不寻常的三中心双电子键导致了各种各样的多面体硼氢化化合物。最常见和最广为人知的硼氢化物包括十氢化硼([B10H10]2−)和十二氢闭合十二硼酸盐([B12H12]2−)阴离子。当硼氢化物团簇包含碳原子时,它们就形成了碳硼烷或碳水化合物(根据国际纯粹与应用化学联合会的命名法)。最常遇到的碳硼烷簇为二十面体二甲硼烷(C2B10H12).根据碳原子在硼笼中的位置,二氨基硼烷被分为三种同分异构体:邻碳硼烷(1,2- c2B10H12),间碳硼烷(1,7- c2B10H12)和旁碳硼烷(1,12- c2B10H12).多面体硼烷和碳硼烷的应用领域有氢储存和医药,它们也是树枝状大分子结构的组成部分。二硼烷与多种化合物化合,形成大量硼或硼烷衍生物,包括有机硼化合物(例如烷基硼烷或芳基硼烷以及与醛的加合物)。
硼化合物的存在可以通过它们赋予普通实验室或本生灯火焰的绿色来定性检测。在定量上,硼最容易分析的方法是用酸处理将待分析材料转化为硼酸;然后,将多余的矿物酸中和,在甘露醇等糖的存在下,对弱得多的硼酸进行滴定(按体积-体积进行中和),以使酸可检测到。