奇妙的化学元素——硼.docxVIP

硼元素原子结构图

硼元素的单质具有非常高的硬度与熔点，是属于非金属，其性质与陶瓷接近。硼元素的结构非常多，在自然界中是不存在硼的单质的。

耐热玻璃中含有硼

高鹏硅玻璃

硼是带有黑色金属光泽的半导体材料。与铜和银相比,硼的导电能力更弱,大概是铜和银的1/10~1/12。金属在温度上升了之后其导电能力会减弱。而硼却不是这样,其温度上升了之后导电能力反而会增强。其硬度仅次于钻石。

硼砂

硼砂(一种非常重要的含硼的矿物和化合物)在与硫酸发生反应之后就可以得到硼酸,硼酸的水溶液具有一定的杀菌作用,以前曾作为食品的防腐剂或者药品来使用,主要是用于制作漱口水和眼药水等。但是由于其可能会引发中毒现象(发疹、急性肠胃炎、血压下降、肌肉痉挛、休克等),所以现在已经不再继续使用了。不过,在驱赶蟑螂的硼酸药剂中还有使用,也曾经发生过宠物不小心食用了之后中毒死亡的案例。目前,硼主要是用于制作核反应堆遮光剂等。

玻璃耐热性较弱的原因

如果强烈地撞击玻璃可能会引发其破碎,而迅速的温度变化也会引发其破碎。例如,将玻璃冷冻或者冷藏了之后突然在上面浇注开水,这时的玻璃基本都会破碎。

玻璃的耐热性较弱,主要有两个原因。一是因为其热传导能力很弱(传热的能力非常弱),二是因为温度引起的体积差。

假设我们手边有一块玻璃板,对其一侧加热,那么受热的这面就会出现延展性。但是由于其热传导能力很差,所以热量无法传达到另一侧,在极端的情况下,加热一侧之后另一侧不会发生任何变化。因此,两侧体积变化的不一致就会导致玻璃的弯曲变形,最后发生破裂。

如果能够增大玻璃的热传导能力,那么就可以让热量很快地均匀传播。不过,这个设想基本是不可能实现的。如果能够让玻璃在受热之后也不会过分膨胀,那么是不是就可以防止其过分的体积变化而引发破碎了呢?

最后,科学家选择了在玻璃中混合氧化硼,从而得到氧化硼硅的玻璃。在温度上升了之后,其体积也不会发生过分膨胀。在温度引发的热膨胀率降低了之后,玻璃就不会因为剧烈的温差而发生较大的体积变化了,从而就增强了其抗温差的能力。