硼族元素性质

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引言

硼族元素很重要，因为这些元素在生态系统中发挥着重要作用。它们对植物和人类都至关重要。例如，缺硼会导致植物生长停止，而硼过量则会抑制生长。与其他族一样，硼族元素也有一些特定的特性，例如电子构型模式。

什么是硼族元素？

硼族元素指的是所有属于13族的元素。它是元素周期表p区的第一族。元素周期表和元素的位置取决于价电子。对于13族元素，这些价电子包含p亚层。

图1 - 元素周期表中的硼族元素

硼族元素是金属和非金属元素的组合。例如，硼是非金属，但其余成员如铝、镓、铟和铊都是金属。然而，它们的最外层电子层都含有3个电子。这些元素的性质因其存在而有所不同。

硼族元素性质

硼族元素的物理和化学性质如下：

物理性质

与2族元素相比，硼族元素的原子半径较小。有效核电荷是造成这种情况的原因。原子半径和离子半径沿族向下递减。只有铝和镓之间有所不同。这可以表示为：硼<铝>镓<铟<铊。另一方面，电离焓从硼到铝增加。

电负性从硼到铝递减，而在铝和铊的情况下则有所变化。在族成员中，碱性沿族向下增加，而酸性则随之减弱。

化学性质

一些基本的化学性质造成了差异，例如：对氧气、酸、碱、金属、水和卤素的反应性。除此之外，毒性也是一个参数。所有13族元素在高温下都能形成三氧化物。包括硼在内的所有成员都能与氧化性和非氧化性酸反应。

硼可以与强氧化性酸在高温下反应。在相同的高温下，其他成员可以与卤素反应，只有铊显示出不同的结果。其中，硼不与普通水反应，只能与水蒸气反应。

硼族元素的成员

图2 - 硼的同素异形体及其最简单的结构

（维基百科英文版材料科学家，α-硼，CC BY-SA 3.0）（维基百科英文版材料科学家，β-硼，CC BY-SA 3.0）（OpenStax，CNX Chem 18 03 BIcosahed，CC BY 4.0）

13族也称为硼族，因为硼是该族的第一种元素。它有6个化学成员。该族的其他成员是铝 (Al)、镓 (Ga)、铟 (In) 和铊 (Tl) (embibe, 2022)。它们都有一个共同点：它们的原子核结构外层都有三个电子。如果剂量过高，该族的所有成员都被认为是有毒的。

共价特性和硼反常行为背后的原因

硼族元素具有共价特性和一些反常行为，它们是：

• 共价特性 - 帮助硼族元素形成共价化合物三个主要原因是，它遵循Fajans规则，该规则指出，较小的阳离子具有较大的共价性。由于13族元素具有极高的电离焓，因此难以形成离子化合物。这些元素较高的电负性影响化合物形成。

• 硼反常行为背后的原因 - 导致硼反常行为的几个原因是：硼的尺寸非常小，电离焓很高，硼的电负性比族中的其他成员高。该元素的价层中缺乏d轨道。

结论

该族成员的化学符号为硼 (B)、铝 (Al)、镓 (Ga)、铟 (In) 和铊 (Tl)。在这些成员中，硼是唯一的非金属成员，而其余成员是金属。金属可以以多种形式使用。非金属硼因其多种用途而非常重要。它可用于制造玻璃、陶瓷、洗涤剂、漂白剂等。它在农业领域发挥着重要作用。

常见问题

1. 硼的主要用途是什么？

硼天然存在于大气和食物中。硼补充剂用作食品。它对治疗骨关节炎非常有用。它还有助于提高睾酮等激素水平。

2. 是什么使硼如此重要？

硼有许多不同的用途，因此它被认为是最重要的元素之一。一方面，它是一种重要的植物营养素；另一方面，它在核工业中发挥着重要作用。它也是乌布力克流体的主要成分。

3. 硼密度低的原因是什么？

密度水平随着从硼到铊的进展而升高。“硼和铝的数值都较低，因为与镓、铟和铊相比，它们的原子质量较低。

4. 硼和铝如何具有相同的性质？

由于硼和铝都属于同一元素族，因此它们具有一些相似的化学性质。例如，它们都具有三个价电子，并且可以表现出三价。