粉体圈首页     您好,欢迎来到极速5分快三!
个人注册   企业注册   登录   找回密码   进入供求市场
粉体圈专注为粉碎设备,粉体设备等厂家提供粉体技术,粉体会议等信息及粉体展示和交流平台。 粉体圈专注为粉碎设备,粉体设备等厂家提供粉体技术,粉体会议等信息及粉体展示和交流平台。
当前位置:粉体圈首页>极速5分快三>行业要闻>正文
“掘宝地图”之-硼族元素(神奇的电子轨道)
2019年11月29日 发布 分类:行业要闻 点击量:137
0

书接上回,咱们今天聊聊硼族元素,也就是第三主族元素。

↓↓↓↓↓

第三主族元素,核外电子主要以S2P1形式存在,它比碱金属,碱土金属最外层电子多了一层p轨道,就这个p轨道上多了一个电子,就让B族元素与众不同。我们讲了碱金属与碱土金属的氧化物几乎都是离子化合物,主要是将S轨道的电子剥离掉,到了第三主族以后多了这么一个P轨道上的电子,这个时候到底2个S轨道电子与1个P轨道电子共同剥离掉了还是能够形成杂化,从而形成共价键,这就依元素而定了。所以第三主族其实是一个离子键朝共价键过的这么一族元素。所以这族里面有宝藏,一些超强硬的陶瓷都会出现在这个族里面。像碳化硼,氮化硼。咱么来聊聊这其中的奥妙

首先聊聊元素特性>>>>>>

上面是1~9号元素的最外电子排布,大家要记住一点,元素特性是最外层电子决定的,这也是我们对元素分族的一个依据,同一个族的元素性质都差不了多少。那什么是最外层电电子了?大家自己看元素周期表上面就有标注。上图中的H,Li最外层电子就是S轨道,Be到F最外层就2S2P,这里面的2表第二层电子壳数,还有一种标记方法记作K,L,M,分别代表1,2,3,4,这种标记法了,经常出现在我们成分分析的时,元素分析基本原理就依据这些不同壳的电子辐射能量不同从而对元素进行定量标定(此处需要留意的是很多元素的K,L,M,N的能级并不会差很多,所以如用EDS去分析成分含量,基本凉凉,如果要精准定量成分分析,必须要更高阶光谱仪来进行,EDS 能分析到10%的误差都要偷笑了。

言归正传,最外层S2P1~6,随着P上面增增加电子,元素会从失去电子逐渐过渡到吸收电子,为什么会这样?这都得感谢哪些灿若星河的化学物理先驱们们从大量的实验总总结出了这个规律。最著名的就是洪特规则,泡利不相容原理,以及能量最低原理。

但是B这个元素是个奇葩,也是它是我们对化学键有了更进一步的了解。我们都知道主族原子最多能形成4个共价键,但是Be的单晶却是一个正二十面体,乍眼一看,一个B元素有5个共价键。其实并不然,我们一般认知的共价键都是由2个原子构成,但是对于B,却存在一个由三个原子构成的一个共价键,叫做多中心键。所以一个B元素与相邻的2个原子形成一个多中心键,这个键中心落在正十二面体的面上.然后与另外3个原子形成3个共价键。   

大家看碳化硼的结构写为B4C,实际晶体结构如下,可以认为使由硼正二十面体通过碳的共价键来链接,就这个结构早就了目B4C硬度仅次于金刚石。

此时,大家可以自由发挥想象力,用第三族元素与第四,五,六族的元素去排列组合,像堆积木一样,你会发现,会有奇妙的事情发生。硼与金属的化合物几乎都使高熔点材料!!

这归功于其电子小的半径已经其特有的电子层结构,导致它能形成特殊的空间结构,这种结构里面原子彼此之间都形成了强力的制约作用,因此得以展现高的熔点。的化学键表现为缺电子体系,所以抗氧化性也非常强。

接下看看硼族元素化合物的应用>>>>>>

氮化硼就不说了,大家都懂,用的也广泛。此处省略三万字

氧化硼,这个就有意思了,它使一种片状结构,熔点只有450℃不到,使一种很重要融助溶剂,广泛用于半导体封装工艺(低温烧结时候,为了降低粉体烧结温度,必须要增加一些这种物质,从而降低体系的熔点,一般配方一B-Bi体系为主。

氟化硼,竟然使气体了,是一种很重要半导体室用气体(刻蚀气体))

硼化铝,硼化硅,磷化硼,硫化硼,氧化硼,氯化硼,大家可以自己去查查

捋一捋,B-C/N/O/F的化合物竟然从最坚硬变成最柔弱的气体,这个变化规律原因何在?如果弄懂了,那你就会明白什么应用场合要控制什么杂质元素了。

没有对比就没有伤害,咱们再看看铝的>>>>>>

铝与碳能够生成碳化铝,熔点2100℃,易吸水。

铝与氮反应,生成氮化铝,也不多讲,大家都懂。

铝与氧反应,生成氧化铝,这个之前见过了。

铝与F反应,生成氟化铝。

看见了么,基本上熔点都是往下走的,基本上要找超硬的陶瓷,就要再第三族与第四族之间的化合物去找,因为这个两个族容易形成共价键,分别有3个与4个共价键,就打个比方,你有两种积木球,一个可以插三个棒子,一个可以插四个棒子,用这两种积木球就很容堆积出一个立体空间。同样第三族与第六族反应时候,只有3个共价键与2个共价键去组合,那么更更容易因为2个共价键形成平面的结构,因此这种结构熔点硬度啥的不是最优秀的。当第三主族与第七主族反应时候,就是三个共价键与一个共价键(离子键),这就更难构成强壮的立体结构。

今天就到这,咱们下回再聊聊第四族关注粉体圈公众号,持续为您更新“青鸟飞鱼”的精彩分享内容。


相关内容:
0
 

点击加入粉体技术交流群粉体技术群
返回页顶