218第五章 血液融漿機單質及無機化合物 環,同時放出氫氣。硼氮環又稱硼丫嗪,具有和苯十分相似的結構,但卻完全不 含碳原子,因此被稱為“無機苯”: BNCCNBCCBNCC 硼氮環苯 氮化硼是許多硼氮化物,如B(NH)3,BF3·NH3等熱分解的最后產物。它也 2 可以通過硼和氮或硼和氨加熱來制備。氮化硼具有耐熱、耐腐蝕、潤滑、電絕緣 和特硬等優良性能,因而是一類非常引人注目的新型無機材料。 氮化硼在結構上與碳單質類似,具有無定形、金剛石晶型和石墨晶型。具有 石墨結構的六方氮化硼性質與石墨相似,有良好的潤滑性,但比石墨耐熱性好, 能耐200 00℃高溫,可用做高溫潤滑劑。但其導電性與石墨相反,是優良的高溫 絕緣材料,在電子工業中有廣泛的應用。又因其熔點高,導熱性好,幾乎對所有 的熔融金屬都呈化學惰性,且容易加工,是一種優異的耐火材料,廣泛用做熔融 金屬的盛器和高溫實驗儀器。 與金剛石結構
相同的立方氮化硼具有和金剛石相近的高硬度,且耐熱性能 比金剛石好(金剛石在900℃時會燃燒,而氮化硼晶體在此溫度無變化)。其優 異的耐高溫性和超硬度可作為制造鉆頭、磨具和切割刀具的材料。 氮化硼還有纖維狀的,稱氮化硼纖維。其質地柔軟如絲綢,且耐腐蝕、耐高 溫、防輻射、絕緣,有很多特殊的用途。 六、氫化物 通常把氫與其它元素所生成的二元化合物都稱為氫化物。嚴格地說,氫化 物也應是指氫與電負性比氫更小的元素所生成的二元化合物。但習慣上仍把一 切與氫結合的二元化合物,包括HCl、HS、NH等都稱為氫化物。 23 除稀有氣體外,幾乎所有元素都能生成氫化物。氫化物按其結構特點,可分 為離子型、共價型(分子型)和金屬型幾大類。 �。保x子型氫化物 當s區元素(Be、Mg除外)在加熱條件下與氫化合時,生成離子型氫化物, 如LiH。其中氫元素以H負離子存在。由于這類氫化物的成鍵方式和結構特 點類似于金屬鹵化物,故亦稱為鹽型氫化物。離子型氫化物的一個重要特性是 易與水反應而生成氫氣。如此得到的氫氣很純。這使它們作為一種高純氫氣源 而得到重要的應用。雖然氫化物本身價格昂貴,但在某些場合,如果體積和重量 方面的因素是必須考慮的重要因素時,離子型氫化物作為合適方便的氫氣源的 第三節 非金屬元素化合物219 意義就很明顯了。例如,用于救生衣、救生筏、軍用氣球的臨時充氣等。此外,
離 子型氫化物是有機化工中常用的還原劑或加氫劑。 2.共價型氫化物(分子型氫化物) �。饏^元素(Al、In、Tl除外)與氫化合形成共價型氫化物。 �。ǎ保┡鸬臍浠铩∨饸浠锓肿又写嬖谥鴥蓚由兩個硼原子和一個氫原子 ·· 間共享兩個電子所形成的“三中心兩電子鍵”:>B · H ·B <。這是一種多中心缺 H 電子的特殊共價鍵。硼氫化合物中,多個硼原子間就是靠這種由氫原子構成的 “橋鍵”聯結起來的。由于這類硼氫化合物的組成及物理性質與碳氫化合物(烷 烴)十分相似,故統稱硼烷。 (2)碳、硅的氫化物 碳氫化合物即烴類,是有機化合物中極為重要的一個 基本部分。碳氫化合物是很好的燃料,是當今世界上最重要的能源之一。低碳 烴是石油熱裂的主要產品,是有機化工、合成纖維的主要原料。 硅與氫的化合物,在結構上與碳氫化合物相似,因此相應的稱為硅烷。但硅 烷系列中一般只包括少數幾個硅原子所形成的鏈,其成員的數目遠少于碳氫烷 烴的數目。 �。ǎ常┑�、磷的氫化物 由于N —N鍵和P—P鍵都難于形成長鏈。故氮和磷 的氫化物,除NH3和PH外,只有聯氨H2N—NH2,聯磷H2P—PH和氫疊氮酸 32 HN等少數幾種。 3 特別值得一提的是,無水聯氨容易被過氧化氫氧化為氮氣和水,并放出大量 熱。由于該反應的原
料都是液體,占的體積小,而反應產物在反應溫度下都是氣 體,所以該反應不僅產生大量的熱,產物體積亦有巨大的膨脹。因此聯氨和過氧 化氫一起被用做火箭推進劑。 (4)氧和硫的氫化物 除水和硫化氫外,還有過氧化氫和多硫化氫。過氧 化氫是一種干凈的氧化劑或還原劑,其作用的結果是生成水或氧氣。多硫化氫 在實驗室中用做供硫劑。 �。ǎ担u素的氫化物 每種鹵素都只能生成一種氫化物,即鹵化氫HX。氫 鹵鍵屬共價鍵,但有很強的極性,因而當鹵化氫溶于水中時,會強烈解離使其水 溶液呈強酸性。但HF在水中僅微弱電離,是鹵化氫中的例外。 �。常饘傩蜌浠� d區和ds區元素與氫作用時,氫原子能鉆入到金屬晶格的空隙中,填充于 金屬晶格間隙之中,生成間隙式(間充式)的氫化物。由于氫原子很小,它們填 充在金屬晶格空隙中,金屬晶格基本上仍保持原金屬的特性,故此類氫化物亦稱