什么是微量元素(微量元素是指哪些食物)

硒宝 04-02 10:07 9次浏览

博士科普元素团队/ 张 沁 榕

作为一个排名如此靠前的元素,硼的存在感似乎有些弱。然而它真的没有什么可圈可点之处吗?你可能不知道,在竞争世界上最硬材料的比拼中,硼可是一匹黑马哦。

1 硼元素是什么样一种元素呢?

博科小答:硼在元素周期表中名列第五,为第III族主族元素,原子量10.811。硼是一种类金属,共有14种同位素。它表现为黑色或银灰色固体,其中晶体硼为黑色。

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硼在国外常常被列为稀有元素,而我国却有着非常丰富的硼砂矿,硼在我国是丰产元素。

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硼的原子半径很小,从上图可以看到,它原子的最外层只有三个电子,被原子核正电荷紧紧吸引,从而更趋向于得到电子。单质硼是正二十面体的晶体,每个面都是等边三角形。硼在形成化合物时,总是采用这种多面体的结构。而正是由于此,硼可以形成多种形式的化合物:硼烷、碳硼烷等等。有人曾经说过:“硼化学几乎可以和碳化学(有机)相媲美”,这也算是对硼这个朴实元素的高度美誉了。

2 硼元素的名字有什么来由吗?

博科小答:“硼”这个名字的由来非常简单:Boron在拉丁语中的意思是硼砂,而其阿拉伯语意为焊接。这正是由于硼砂可以融化金属从而进行焊接。而将硼化合物作为助熔剂最早可以追溯到古埃及。在我国古代的炼丹术中,硼酸盐也是所需材料之一,虽然当时那些道人并不了解他们所用的东西到底是什么。单质硼通常是由还原硼酸得到的,比如1807年英国化学家分别使用电解法在两片白金面之间电解还原湿硼酸,和在金属管中用钾还原硼酸两种方法制得单质硼。

3 硼如何参与我们的日常生活呢?

博科小答:作为一个存在感很低的元素,游离的单质硼用处的确很有限。但是谈到硼的化合物,它的作用就很多了。硼的一种重要化合物硼砂(Borax),Na2B4O7·10H2O,被广泛应用于家用清洁,比如洗涤剂、清洁剂;医院也常使用它作为消毒剂。除此之外,硼砂还有驱逐蚊虫、软化水、去除地毯异味、清洁管道等等作用。

4 硼与神秘的木乃伊

博科小答:硼和木乃伊又有什么渊源呢?在古埃及的木乃伊中有一种叫做“泡碱”的矿石起到了非常大的作用。而硼酸盐就是该矿石的成分之一。由于年代久远,一些具体的制作细节已经无法考究。然而考古学家发现,硼砂矿石在木乃伊的制作过程中,似乎在杀菌防腐和提高粘合度两个方面都起到了重要的作用。

5 到底“谁是世界上最硬的材料”?

博科小答:对于这个问题的答案,你可能会脱口而出:当然是金刚石啊!6号元素碳的同素异形体金刚石的确非常硬,长久以来在硬度排行榜上都位居榜首。然而神奇的是,5号元素硼和7号元素氮的化合物氮化硼形成的交替型纤锌矿晶体比金刚石还要硬!

而碳化硼也是已知最坚硬的物质之一。不仅如此,碳化硼还是神秘的特工武器:可以毁坏敌人的交通工具。将碳化硼颗粒倒入油箱后,这些坚硬的颗粒会对引擎的气缸壁造成不可修复的划痕,从而使引擎无法正常工作。此外,碳化硼还是一种中子吸收剂:它可以吸收大量的中子而不形成任何放射性同位素。因此它在核电站中可以用来控制核反应分裂速率。在1986年切尔诺贝利核事故发生后,俄罗斯在核电站投下近2000吨碳化硼和沙子,终止了反应堆中的链式反应。

6 硼真的可以带我们飞

博科小答:在现代的航天事业中,硼真是功不可没,担起了“无机物的后起之秀”这一称号。首先,硼烷(BnHn+4 和BnHn+6)是一种理想的高能燃料。每千克硼烷的燃烧热值高达15000千卡,为火箭上天提供了动力。其次,硼纤维是火箭组成部分的重要材料:用来作火箭喷嘴、卫星天线和设备平台支承杆、推力结构架等等。硼纤维在很多方面具有十分优秀的特性:耐高温、耐腐蚀、寿命长、质量轻;而其抗张强度更是高达每立方厘米75千克之多。此外,我们曾讨论过硼化合物作为粘合剂参与的木乃伊制作;在火箭上,硼的有机化合物被用来粘合密封部件。比起传统的铆合、焊接、栓和,不仅牢固,更是大大减轻了部件的重量。

7 硼与生命

博科小答:硼普遍存在于蔬菜水果中,它是维持骨骼健康和钙、磷、镁正常代谢所需要的微量元素之一。它易于吸收。大多数硼会以尿液的形式排除体外。硼的缺乏会加重维生素D的缺乏。

植物对于硼的依赖更加明显:棉花缺硼会发生落桃现象;大豆缺硼根瘤菌则无法很好地固氮;苹果缺硼果肉会出现坚硬的斑块,果皮还会出现凹陷和坏死。豆科植物、十字花科植物、麻类、果树等都需要微量的硼:这是氮磷钾无法取代的。硼不仅参与碳水化合物的运输和转化,还是开花结果不可获取的营养成分。

8 硼有毒吗?

博科小答:早在1906年俄罗斯就禁止使用硼的化合物来保存食品。硼的许多化合物是有毒的,这一点我们需要重视:硼酸的致死量是4克,硼氢化合物有剧毒,而乙硼烷的毒性则与光气不相上下。

硼中毒的表现有食欲不振、呕吐、咳嗽、发炎、头痛等。作为一种在生活、生产方方面面中都用途多多的元素,我们更需要科学地使用和驾驭它。