晶态硼较惰性,无定形硼则比较活泼。
(1)与非金属作用
高温下B能与N₂、O₂、S、X₂等单质反应,例如它能在空气中燃烧生成B2O3和少量BN,在室温下即能与F₂发生反应,但它不与H2作用。
(2)B能从许多稳定的氧化物(如SiO₂,P₂O₅,H₂O等)中夺取氧而用作还原剂。例如在赤热下,B与水蒸气作用生成硼酸和氢气:
2B+6H₂O(g)==2H3BO3+3H₂↑
(3)与酸作用
B不与盐酸作用,但与热浓H₂SO4,热浓HNO3作用生成硼酸:
2B+3H₂SO4(浓)==2H3BO3+3SO₂↑
B+3HNO3(浓)==H3BO3+ 3NO₂↑
(4)与强碱作用
在氧化剂存在下,硼和强碱共熔得到偏硼酸盐:
2B+2NaOH+3KNO3==2NaBO₂+3KNO₂+H₂O
(5)与金属作用
高温下硼几乎能与所有的金属反应生成金属硼化物。它们是一些非整比化合物。组成中B原子数目越多,其结构越复杂。
无定形硼用于生产硼钢,硼钢的抗冲击性能好,又因为B有吸收中子的特性,硼钢不仅是制造喷气发动机的优质钢材,还用于制造原子反应堆的控制棒。
工业上制备一般有两种方法:
(1)碱法
①用浓碱液分解硼镁矿得偏硼酸钠:
②将NaBO2在强碱溶液中结晶出来,使之溶于水成为较浓的溶液,通入CO₂调节碱度,浓缩结晶即得到四硼酸钠,即硼砂:
③将硼砂溶于水,用硫酸调节酸度,可析出溶解度小的硼酸晶体:
④加热使硼酸脱水生成B2O3:
⑤用镁或铝还原B2O3得到粗硼:
(2)酸法
用硫酸分解硼镁矿一步制得硼酸:
此方法虽简单,但须耐酸设备等条件,不如碱法好。
粗硼用盐酸。氢氧化钠.和氟化氢处理,可得纯度为95-98%的棕色无定形硼。
(3)碘化硼热解制碘化硼
将碘化硼在灼热(1000-1300K)的钽丝上热解,可达到纯度达99.95%-菱形硼: