襄垣硼是一種奇特的元素

      它誕生于宇宙空間，但這種很輕的元素卻不是在恒星內部產生的，恒星里形成了一些比硼重得多的元素，比如碳、氧、甚至是鐵，但卻沒有硼。硼來自超新星爆發和宇宙射線的散裂輻射。襄垣襄垣硼-10酸

      另一個有趣的現象是， 硼是石字旁，但它卻是一種類金屬元素 ，也就是說硼的一些物理和化學性質本質上介于金屬與非金屬之間，因此有些人也將硼、硅、鍺、砷等稱為“準金屬元素”。

      再一個就是， 硼元素在宇宙中的豐度很低，在太陽系和地殼中也屬于低豐度的元素，但它在自然界中的含量卻相當豐富 ，我們并不難在地面上找到硼，在許多化合物及礦物中都能看到硼的存在，并且硼的化合物產品大部分很便宜。

      你很難提煉到純的硼，它以各種各樣的分身出現，你卻無法看清它素顏的樣子。

有硼自遠方來，這“硼友”挺亂。

      前面一節我們提到了硼在地面上主要是以化合物的形式存在，由于在這些化合物中有許多像碳等難熔物質的污染，加上硼自身獨特的理化性質，人們很難提取到純的硼。 至今為止人們提純出來的硼也存在許多種同素異形體 。

硼有晶相和非晶相，晶相里分α-R、α-T、β-R、β-T和γ相；非晶相分粉末相和玻相。除此之外硼還有高壓超導相、二維形式的相和硼球烯。

以此為基礎，硼又有菱面體、四方體、正交體和半隨機之分，這么一組合起來， 硼就有許多種復雜的形態和各種顏色 。

硼原子的價電子結構為2s22p1，它能提供成鍵的電子是2s2p，還有一個空軌道。在硼原子以sp2雜化形成的共價分子中，余下的一個空軌道可以接受外來的孤對電子，形成以sp3雜化的四面體構型的配合物。

有時候你看到它是像一塊一塊的金屬碎片、有的像生銹的鐵粉、有的似一堆熔融的金屬廢渣。

硼總共有13種同位素，其中兩種為天然且穩定的同位素：襄垣硼-10和襄垣硼-11。

硼-10被稱為“富硼” ，有意思的是這里的富并不代表它的含量高，恰恰相反，硼-10在自然界中的含量只占19.9%，“富硼”Enriched boron翻譯成“強化硼”更合適些。

硼-11被稱為“貧硼” ，它在自然界中的含量為80.1%，所以“貧硼”不表示它稀少，而是“貧化硼”Depleted boron。

富硼的原子核中有5個質子和5個中子，它容易從外界吸收一個中子，從而生成鋰離子、α粒子并發射伽馬射線， 在核反應堆中，富硼的這個特點常常被用來當“剎車片”用 。與此相對應，貧硼就不容易受到輻射的影響。

硼-11未來也許可以當成一種清潔核聚變的燃料 ，因為當硼-11被能量約為500 keV的質子撞擊時，它會產生三個α粒子和8.7 MeV的能量，這些α粒子可以直接轉化為電能，并且只要一關機，輻射就停止，不會擔心有中子放射污染。

從這個角度看，多年以后硼也許會成為搶手的戰略資源呢！

我們在本文的開頭提到了硼是通過超新星爆發和宇宙射線的散裂輻射而形成的。科學家們認為 超新星爆發時產生的高能量宇宙射線（主要是快速質子）轟擊星際介質中的碳、氮和氧，強大的能量使這些核素的原子核碎裂，從而產生出輕元素鈹，硼和鋰。 這也是這幾種元素在宇宙中探測到的豐度遠高于在太陽大氣中發現的豐度的重要原因。

雖然硼是地殼中相對稀有的元素，僅占地殼質量的0.001％，但全球已探明的硼礦物開采儲量就已經超過了10億噸。土耳其坐擁世界72%的硼礦儲量，以及超過世界一半的開采量；美國的硼礦年開采量約占世界的23% 。

硼的化合物很多 ，大部分以硬硼鈣石 Ca?B?O?? ·5H?O 或 CaB?O?(OH)?·H?O、水合硼酸鈉氫氧化鈉Na?B?O?(OH)?·3H?O、鈉硼方解石 NaCaB?O?(OH)?·5H?O 和硼砂Na?B?O?·10H?O或Na?B?O? ·[H?O]n，這些礦石占了可開采礦石的90%。

硼絕大多數的應用都是將硼化合物作為添加劑加到其它物質中 ，全球工業需求量更大的是硼酸、硼酸鹽和三氧化二硼B?O?等硼化合物，對提純的硼需求量相對較小，對硼單質的研究也并不多。

純硼很難提取 ，工業上通常用鎂或鋁還原氧化硼B?O?，由于產品幾乎總是被這些金屬的硼化物污染，所以它只能算是粗硼；另一種方法是通過在高溫下用氫還原揮發性鹵化硼（如：三溴化硼）來制備硼單質；目前超純硼是通過乙硼烷在高溫下分解產生的，然后還要通過區域熔化或Czochralski工藝進一步純化（類似于制作單晶硅的辦法）。

硼在玻璃和建筑材料上的應用是很廣泛的，全球約3/4的硼產量都用在了這些方面。

幾乎所有從地球中提取的硼礦石都被精煉成硼酸BH?O?和四硼酸鈉五水合物Na?B?O?·5H?O也就是硼砂， 這些化合物中的大部分用來生產高強度耐高溫的玻璃、玻璃纖維和陶瓷產品 。硼硅酸鹽玻璃強度高，耐熱沖擊性好，不僅常被用來制作各種化學實驗的器皿，還可以用來制成各種玻璃鍋、盆和烤箱用的烤盤。

在電爐中用碳分解氧化硼，就可以得到碳化硼陶瓷。

2 B?O? + 7 C→B?C + 6 CO

上面的反應只是簡單的化學式表達，實際上碳化硼應該表達為 B??C?（即B??十二面體是基序）C?單元在其中體現為CBC鏈。 這樣的重復聚合物加上碳化硼的半結晶結構使其既輕便又強硬，它的硬度僅次于立方氮化硼和金剛石 ，因此被用于坦克裝甲、防彈背心等等。

氮化硼c-BN是與碳等電子的材料，它的硬度非常接近鉆石，甚至可以在一些鉆石表面留下擦痕。因此 碳化硼和立方氮化硼粉末被廣泛用作研磨劑 。

我們在“硼的同位素”一節中提到了硼鋼棒可以用做核反應堆的“剎車片”，它利用了硼的類金屬性、它能與其它金屬形成合金，并且硼-10可以大量吸收中子。 硼還可以通過硼化提高鋼和合金的表面硬度 ，金屬硼化物是金剛石涂層工具的替代品。

釹磁鐵是最強類型的永磁鐵，硼是其中重要的成分 （Nd?Fe??B），釹磁鐵廣泛應用于許多機器儀表和工業場合。

三乙基硼烷是一種有效的液體火箭燃料 ，它可以在低溫下點火，也可以在很高的溫度下穩定燃燒，無論是土星5號的F1火箭發動機還是獵鷹9火箭的梅林發動機，都是使用三乙基硼烷做為推進劑之一。

另外，硼的化合物還廣泛應用于洗滌劑、防腐劑、殺蟲劑、生物制藥和動植物的生長調節劑，硼是核糖核酸中的重要組成元素，它可以使核酸穩定，核糖核酸又是生命的重要基礎構件，從這個角度看，硼也是地球上能夠形成生命的重要條件之一。

硼元素并不是誕生于恒星內部，它是由宇宙射線照射星際間的重元素裂解產生的，因此硼屬于外來物質，它在宇宙中的豐度也不高。

硼在地殼的含量僅有0.001%，但硼的化合物卻在地表廣泛分布；硼的提純很困難，提純之后的硼大多以同素異形體的形式存在，它的形態五花八門，啥樣的都有。

硼的應用很廣泛，并且絕大多數的產品并不需要提純的硼單質，而是直接利用硼化合物生產，因此價格比較親民。

硼在核工業中有非常重要的運用，未來它還有可能是一種清潔的核聚變原料，是一種重要的戰略資源。