元素的基本信息
元素符号:B
原子序数:5
中文名称及拼音:硼 péng
英文名称:Boron
相对原子质量:10.81[10.806,10.821]
原子核外电子排布式:[He]2s22p1
重要的同位素及其天然丰度: 10B 19.9(7)%,11B 80.1(7)%
常见的同素异形体:α-菱形硼,β-菱形硼,四方相硼等
地壳中的含量(mg·kg-1):1.0×101
海洋中的含量(mg·L-1):4.44
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):<0.048
人体中含量占体重百分数(%):0.00007
常见氧化态:0,+3
元素电负性:2.04
原子半径(pm):88(单键)
离子半径(pm):35(B+,CN=4),11(B3+,CN=4),27(B3+,CN=6)
元素第一电离能(kJ·mol-1):800.64
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):26.989

单质的基本物理量
化学式:B
熔点(°C):2077
沸点(°C):4000
密度(g·cm-3):2.34
比热容298.15K(mol-1·K-1):11.1
熔化热(kJ·mol-1):50.2
汽化热(kJ·mol-1):480
注:在其沸点4000℃时的数据
原子化焓(kJ·mol-1):565±5
单质的热力学数据
化学式:B
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0.0(s),565.0(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
0.0(s),521.0(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
5.9(s),153.4(g)
元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:硼砂、白硼钙石。
常见存在形式的化学式:Na2B4O7·10H2O,4CaO·5B2O3·7H2O
主要存在地:美国加利福尼亚州,南美洲,土耳其靠近地中海沿岸的火山-盐湖盆地,俄罗斯远东地区,中国辽东地区和青藏高原等。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
H2BO-3 + 5H2O + 8e- ⇌ BH-4 + 8OH- -1.24
H2BO-3 + H2O + 3e- ⇌ B + 4OH- -1.79
H3BO3 + 3H+ + 3e- ⇌ B + 3H2O -0.8698
B(OH)3 + 7H+ + 8e- ⇌ BH-4+ 3H2O -0.481

元素发现简史
发现时间、发现者:

1808年 英国化学家戴维(Humphry Davy)

命名时间、命名者:

1808年 英国化学家戴维(Humphry Davy)

命名的意思:

源于borax(硼砂),因其从硼酸溶液中被还原得到。硼砂是最早从矿物中分离出来的含硼化合物。

发现简史:

早在公元300—700年,中国人已将硼砂Na2B2O5(OH)4作为一种矿物釉来使用。随后传到了阿拉伯和欧洲,德国矿物学家阿格里科拉(Georgius Agricola)提出可将硼砂作为冶金中的助熔剂。1777年,人们在意大利佛罗伦萨的一处温泉中发现了硼酸,随后又在意大利的萨索发现了罕见的含硼矿物。

1808年,英国化学家戴维(Humphry Davy)在电解硼酸盐溶液时,发现一个电极上产生了未知的褐色沉淀。随后的实验中,戴维不再使用电解,而是改用他自己发现的金属钾单质来还原硼砂,制备得到大量的硼单质。戴维确认这是一种新元素,将其命名为Boron。

同一时期在法国巴黎,法国化学家盖-吕萨克(Joseph Louis Gay-Lussac)和塞纳德(Louis-Jacques Thénard)用金属铁在高温下还原硼砂,也得到了硼单质。他们利用空气对硼进行氧化,确认了产物硼酸是一种含氧化合物。

然而,这两种方法都未得到纯净的硼单质。

直至1892年,氟的发现者——法国化学家穆瓦桑(Henri Moissan)在氢气保护下利用金属镁高温还原硼砂,得到了更为纯净的硼单质。最终,高纯硼由美国的温特劳布(E.Weintraub)制得,他将BCl3蒸气和氢气在点火条件下进行反应,并发现由此制得的高纯硼与先前报道的硼在性质上差别很大。

参考文献
[1] [2019-10-31]. https://en.wikipedia.org/wiki/Boron#History.
[2] [2019-10-31]. https://www.rsc.org/periodic-table/element/5/Boron.