一：硼烷的概况
   用类似于制硅烷的方法已制得二十多种硼的氢化物-硼烷。硼烷在组成上与硅烷、烷烃相似，而在物理、化学性质方面更像硅烷。

   硼烷有B_nH_n+4和B_nH_n+6两大类，前者较稳定。在常温下，B₂H₆及B₄H₁₀为气体，B₅～B₈的硼烷为液体，B₁₀H₁₄及其它高硼烷都是固体。常见硼烷的物理性质见下表。

   硼烷多数有毒、有气味、不稳定，有些硼烷加热即分解。硼烷水解即放出H₂，它们还是强还原剂，如与卤素反应生成卤化硼。在空气中激烈地燃烧且放出大量的热。因此，硼烷曾被考虑用作高能火箭燃料。如:
            B₂H₆ + 3O₂ B₂O₃ + 3H₂O　  △_rH^θ＝-2166kJ^.mol^-1
            B₂H₆ + 6X₂ 2BX₃ + 6HX
   组成相当于CH₄和SiH₄的BH₃是否能瞬时存在，至今还是个疑问，制备反应中得到的是BH₃的二聚体B₂H₆。

   这种三中心二电子键是由三个原子（2个B，1个H）轨道组成三个分子轨道—成键、反键、非键轨道(其能级与原来的硼原子的一样)，而让2个电子填充在成键轨道上形成的(见图13-27)。在B₂H₆分子中共有两种键：B-H(2c-2e)硼氢键和(3c-2e)氢桥键。

图13-27 （3c-2e）键中分子轨道能级图

2. 性质:

   乙硼烷受热容易分解，它的热分解产物很复杂，有B₄H₁₀、B₅H₉、B₅H₁₁和B₁₀H₁₄等，控制不同条件，可得到不同的主产物。如：

          2B₂H₆ B₄H₁₀ + H₂

它遇水立即发生水解：

          B₂H₆ + 6H₂O 2H₃BO₃↓+ 6H₂↑

   乙硼烷是缺电子化合物，属路易斯酸，它可以与路易斯碱化合，如：

          B₂H₆ + 2LiH 2Li[BH₄]

   与NH₃反应产物复杂，由反应条件决定：

三：高硼烷的分子结构

   在高硼烷中，除了B-H(2c-2e)硼氢键和(3c-2e)氢桥键这两种键以外，还可能有：B-B(2c-2e)硼-硼键，(3c-2e)开口三中心键（硼桥键）和（或）(3c-2e)闭合三中心键（闭合硼键）。所以硼烷分子中常见的键型共有五种。

   三氧化二硼B₂O₃的熔点为72OK，沸点为2523K；易溶于水，形成硼酸：
          B₂O₃ + 3H₂O 2H₃BO₃
但遇热的水蒸气可生成易挥发的偏硼酸：
          B₂O₃ + H₂O(g) 2HBO₂(g)
   由于B-O键能大，即使在高温下也只能被强还原剂镁或铝所还原。熔融玻璃体B₂O₃可以溶解多种金属氧化物得到有特征颜色的玻璃，也用此来作定性鉴定。

一：结构

   如果说构成二氧化硅、硅酸和硅酸盐的基本结构单元是SiO₄四面体，那么，构成三氧化二硼、硼酸和多硼酸的基本结构单元是平面三角形的BO₃(见图13-30，a)和四面体的BO₄(见图13-32)。在H₃BO₃的晶体中，每个硼原子用3个sp²杂化轨道与3个氢氧根中的氧原子以共价键相结合(见图13-30，b)。每个氧原子除以共价键与一个硼原子和一个氢原子相结合外，还通过氢键同另一H₃PO₃单元中的氢原子结合而连成片层结构(如图13-30，C)，层与层之间则以范德华力相吸引。硼酸晶体是片状的，有滑腻感，可作润滑剂。硼酸的这种缔合结构使它在冷水中的溶解度很小(273K时为6.359/100g水)；加热时，由于晶体中的部分氢键被破坏，其溶解度增大（373K时为27.6g/100g水）。

图13-30 BO3及H3BO3结构示意图

二：性质

   硼酸H₃BO₃为白色片状晶体，微溶于水，在热水中溶解度明显增大，这是由于受热时，晶体中的氢键部分断裂所致。

   H₃BO₃是一元弱酸，K_a＝6×10^-10。它之所以有酸性并不是因为它本身给出质子，而是由于硼是缺电子原子，它加合了来自H₂O分子的OH^-(其中氧原子有孤电子对)而释出H⁺离子。

   利用H₃BO₃的这种缺电子性质，加入多羟基化合物(如甘油或甘露醇等)，可使硼酸的酸性大为增强：

所生成的配合物的K_a=7.08×10^-6，此时溶液可用强碱以酚酞为指示剂进行滴定。
   常利用硼酸和甲醇或乙醇在浓H₂SO₄存在的条件下，生成挥发性硼酸酯燃烧所特有的绿色火焰来鉴别硼酸根。
          H₃BO₃ + 3CH₃OHB(OCH₃)₃ + 3H₂O
   H₃BO₃与强碱NaOH中和，得到偏硼酸钠NaBO₂，在碱性较弱的条件下则得到四硼酸盐，如硼砂Na₂B₄O₇·10H₂O，而得不到单个BO₃^3-离子的盐。但反过来，在任何一种硼酸盐的溶液中加酸时，总是得到硼酸，因为硼酸的溶解度较小，它容易从溶液中析出。

   加热灼烧H₃BO₃时起下列变化：

一：结构

   硼酸同硅酸相似，可缩合为链状或环状的多硼酸xB₂O₃^.yH₂O,所不同的是在多硅酸中，只有SiO₄四面体这一种结构单元，而在多硼酸中有两种结构单元，一种即前述BO₃平面三角形，另一种系硼原子以sp³杂化轨道与氧原子结合而成的BO₄四面体。在多硼酸中最重要的是四硼酸。实验证明四硼酸根[B₄O₅(OH)₄]^2-离子的结构如图13-31所示。

图13-31 [B4O5(OH)4]2-离子的立体结构

二：性质
   除IA族金属元素以外，多数金属的硼酸盐不溶于水。多硼酸盐与硅酸盐一样，加热时容易玻璃化。
   最常用的硼酸盐即硼砂。它是无色半透明的晶体或白色结晶粉末。在它的晶体中，[B₄O₅(OH)₄]^2-离子通过氢键连接成链状结构，链与链之间通过Na⁺离子键结合，水分子存在于链之间，所以硼砂的分子式按结构应写为Na₂B₄O₅(OH)₄^.8H₂O。
   硼砂在干燥空气中容易风化，加热到623～673K时，成为无水盐，继续升温至1151K则熔为玻璃状物。它风化时首先失去链之间的结晶水，温度升高，则链与键之间的氢键因失水而被破坏，形成牢固的偏硼酸骨架。
   硼砂同B₂O₃一样，在熔融状态能溶解一些金属氧化物，并依金属的不同而显出特征的颜色(硼酸也有此性质)。例如：
          Na₂B₄O₇ + CoO 2NaBO₂^.Co(BO₂)₂(蓝宝石色)
因此，在分析化学中可以用硼砂来作“硼砂珠试验”，鉴定金属离子。此性质也被应用于搪瓷和玻璃工业(上釉、着色)和焊接金属(去金属表面的氧化物)。硼砂还可以代替B₂O₃用于制特种光学玻璃和人造宝石。
   硼酸盐中的B-O-B键不及硅酸盐中的Si-O-Si键牢，所以硼砂较易水解。它水解时，得到等物质的量的H₃BO₃和B(OH)₄^-，
          B₄O₅(OH)₄^2- + 5H₂O 2H₃BO₃ + 2B(OH)₄^-
这种水溶液具有缓冲作用。硼砂易于提纯，水溶液又显碱性，所以分析化学上常用它来标定酸的浓度。硼砂还可以作肥皂和洗衣粉的填料。

一: 过硼酸盐

   将硼酸盐与H₂O₂反应或者让H₃BO₃与碱金属的过氧化物反应，都可以得到过硼酸盐。如
　　     H₃BO₃ + Na₂O₂ + HCl + 2H₂O NaBO₃· 4H₂O + NaCl
   过硼酸钠NaBO₃· 4H₂O是强氧化剂，水解时放出H₂O₂，用于漂白羊毛、丝、革和象牙等物或加在洗衣粉中作漂白剂。过硼酸钠的分子结构尚未弄明白，可看作是含H₂O₂的水合物NaBO₂· H₂O₂· 3H₂O。它是无色晶体，加热失水后成为黄色固体。

二: 氮化硼
   将硼砂与NH₄Cl一同加热，再用盐酸、热水处理、可得到白色固体氮化硼BN。
　　     Na₂B₄O₇ + 2NH₄Cl 2NaCl + B₂O₃ + 2BN + 4H₂O
   在高温下用硼和氨或氮作用也可得BN。BN具有石墨型晶体结构，层内的硼原子和氮原子均采取sp²杂化轨道相互结合。结构中B-N基团同C-C基团是等电子体。BN耐腐蚀、热稳定性好，在3272K的高温下仍保持稳定的固体状态。它的电阻大，导热率大，绝缘性能好。当前它主要用作润滑材料，耐磨材料，电气和耐热的涂层材料。
   在高温高压下，石墨晶形的BN可转化为金刚石型立方晶系的BN。这种金刚石结构的BN的硬度可与金刚石的硬度相比拟。