硼和铝的用途

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介绍

硼和铝的主要用途包括纺织行业和木材防腐。由于恒星的微量形成和太阳系的大爆炸，硼在地球上是一种非常罕见的化合物。硼的原子序数是5，铝的原子序数是13。

铝以铝硅酸盐的形式存在于火成岩中的云母、长石和似长石中。水合氧化铝是铝土矿的主要成分，铝主要由此产生。硼通常以硼酸的形式存在于自然界中。

什么是硼？

硼是一种黑色、有光泽的准金属，具有晶体结构。其化学符号为B，原子序数为5。当硼处于非晶态时，颜色会从黑色变为棕色。

硼原子包含5个质子（带正电荷），6个中子，5个电子。价电子参与形成共价键。硼矿物硼砂、碳化硼和硼酸都是通过反应形成的。

硼：结构

硼包含5个带正电荷的质子，6个中子构成原子核。电子围绕原子核在电子壳层中运行。

图1：硼的原子结构

硼的化学和物理性质取决于其电子结构的稳定性。它位于元素周期表第二周期，第十三族，p区。

硼：性质

下面将详细讨论其化学和物理性质。

• 硼的沸点为4275K，熔点为2365K。

• 其电离能为-8.298eV，原子质量为10.811u。

• 硼的电负性为2.04。

• 硼有两个稳定的同位素：11B（19.9%）和10B（80.1%）。

• 硼的氧化速率取决于其结晶度、纯度、温度和粒径。在适当的温度和空气存在下，硼会发生反应，燃烧生成三氧化二硼。

• 盐酸和氢氟酸与晶体硼反应剧烈。硼与浓过氧化氢和硝酸反应缓慢。

硼：用途

硼的用途包括硼酸盐、硼氮烷、硼酸等多种形式。其用途如下：

• 硼用于抑制硝酸盐和铝之间的反应，以及抑制酰胺的形成。

• 硼用于制造玻璃和陶瓷。

• 由硼制成的过硼酸盐主要用作洗涤剂。

• 硼用于黄油和鱼类的保存。

• 硼用于纺织行业和木材防腐。

铝的定义

图2：铝的原子结构

SM358, 公共领域, 通过Wikimedia Commons

铝是一种银白色金属，原子序数为13。它广泛存在于自然界中，但并非以金属态存在。铝存在于动物体内、岩石中等等。铝的化学符号为Al，其名称来源于拉丁语单词“alumen”，指的是另一种形式，即铝钾硫酸盐。其化学式为$\mathrm{KAl(SO_4)_2·12H_2O}$，也称为明矾。

铝：性质

铝在地壳中含量丰富，约占地壳质量的8%。与铝最接近的两种元素是硅和氧。铝的性质如下：

• 铝的原子序数为13，原子量为26.9815384。

• 铝的沸点为2467摄氏度，密度为2.70克/立方厘米。

• 铝的化合价为3，化学名称为铝。

铝：用途

铝的用途如下：

• 铝用于生产箔、卷材、罐头和其他包装材料。

• 铝用于制造汽车、航天器、飞机、自行车等车身。

• 铝也用于制造家用电器。

• 用于制造硬币的合金也含有铝。

• 铝还用于制造油漆、电线和反光表面。

结论

本文主要讨论了硼和铝。硼是一种非常稀有的元素，原子序数为5。铝广泛用于生产家用电器和各种工业用途。这两种元素都具有很高的商业价值，并广泛用于制造日常用品和工业产品。本文详细讨论了这两种元素的性质、结构和用途。

常见问题

问1：无定形硼的主要用途是什么？

答：无定形硼通常用于火箭燃料中，作为点火剂。此外，它还可以用于制造绿色烟火。

问2：三卤化物是如何形成的？

答：三卤化物是通过卤化反应形成的。三卤化物的形成反应如下：

$$\mathrm{2B + 3Br_2\:\rightarrow\:2BBr_3}$$

问3：制造铝需要哪些元素？

答：铝的制造需要用到铝土矿和氧化铝。另一种方法是用50%的氧化铝和高质量的铝土矿。