
说起硼这个元素,我记得我大学那会儿上无机化学课,老师讲到它的时候就挺头疼的。这玩意儿它比较邪门,不像碳或者硅那么好琢磨透。我最近搞了个小实验,重新把硼的化学性质翻出来捋...
说起硼这个元素,我记得我大学那会儿上无机化学课,老师讲到它的时候就挺头疼的。这玩意儿它比较邪门,不像碳或者硅那么好琢磨透。我最近搞了个小实验,重新把硼的化学性质翻出来捋了一遍,感觉对这个“奇怪”的家伙有了更深的认识。
我最开始是拿硼单质下手。尝试的就是跟氧气反应。我把一小块高纯度的无定形硼粉末放在坩埚里,然后用喷灯猛劲儿加热,那温度得上去。刚开始没啥动静,等温度蹭蹭往上蹿的时候,它就开始冒火了,说白了就是剧烈燃烧。燃烧完之后,剩下的东西我就仔细观察,发现表面形成了一层白色的粉末,这就是三氧化二硼(B2O3)。这玩意儿看起来不起眼,但溶在水里酸性可强了,把我的实验台都腐蚀了一点点。
接着我又测试了它跟其他元素的反应。硼这小家伙,脾气挺怪,它既能当还原剂,也能当氧化剂,得看跟谁混。
我试着让它跟比较活泼的金属玩玩。拿点镁粉和硼粉混在一起,高温反应,结果生成了硼化镁(MgB2)。这个反应中,硼显然是得到了电子,充当了氧化剂的角色。反应结束后,我用稀酸去处理产物,很快就分解了,发出了刺鼻的味道,得赶紧通风。

然后,我得把它当还原剂用。我把氧化铜(CuO)和硼粉混合,放进石英管里抽真空,然后用高温加热。加热一段时间后,管子里的氧化铜果然被还原成了黑色的金属铜,同时硼自己氧化成了B2O3。这过程说明,在高温下,硼的还原性还是很强的,比碳还猛点儿。
硼跟卤素的反应也挺有意思。我把硼粉跟氯气在一个密封的容器里加热,反应挺慢的,但生成了三氯化硼(BCl3)。这BCl3,常温下是个无色的液体,但一遇到水汽,立马就“冒烟”,那烟就是氯化氢气体,说明它水解得非常厉害。
氮气这个“万年不活”的家伙,跟硼反应倒是相对容易。我把硼粉放在一个高压反应釜里,充入氮气,然后加热到一千多度,维持了好几个小时。冷却后,我取出产物,发现形成了一些米黄色的晶体,这就是氮化硼(BN)。这玩意儿,你知道的,化学性质相当稳定,硬度也高,跟石墨结构有点像,但性质上更像钻石,所以那时候我就在想,这东西应用前景肯定不错。
我搞了点硼酸(H3BO3)。这玩意儿不用高温猛攻,直接把前面生成的B2O3拿去溶到热水里就行了。B2O3溶水后,水溶液是弱酸性的,我用PH试纸测了一下,颜色变化很微弱。这个酸性很奇怪,它不是常规的酸那种释放氢离子,而是接受水里的氢氧根离子,形成络合物。我滴了几滴甲基橙进去,颜色都没变,这说明它对常规酸碱指示剂不敏感,得用更精细的滴定法才能测准它的浓度。这个弱酸性,也是硼化学一个挺重要的特点了。

硼这元素,反应活性很高,但它的反应产物性质差异也很大,从稳定到极易水解的都有,确实是个让人琢磨不透的家伙。