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5B

類金屬 · 第 2 週期 · 第 13 族

硼Boron

● 常見教學元素

真實世界中的硼

硼的真實樣品照片。樣品表面可能有氧化層;外觀不能代替成分分析。實物照片
硼的真實樣品照片。樣品表面可能有氧化層;外觀不能代替成分分析。
照片來源與授權

Jurii, CC BY 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by/3.0>, via Wikimedia Commons, source: https://images-of-elements.com/boron.php

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多存在於硼砂與其他硼酸鹽。

ATOMIC STRUCTURE

看見原子的結構

中性原子 · 基態
B5 個質子第 1 層:2 個電子

點選殼層,觀察電子數。圓環只表示能階分層,電子不沿這些圓圈運行;圖中大小不按比例。

國中核心 · 高中先備

原子變成離子,什麼改變了?

Na2311Na
質子11決定元素種類
中子12質量數 − 質子數
電子11與質子數相同

質子與電子數相等,正、負電荷抵銷,整個原子不帶電。

電荷數:11 − 11 = 0

質量數、同位素與圖形說明

這裡指定鈉-23、鎂-24、氯-35。質量數 = 質子數 + 中子數;不能把週期表的平均原子量四捨五入後當成質量數。這些是常見離子例子,不代表每種元素都只形成一種離子。

圓環表示電子殼層,不是運行軌道;圖形不按比例,也不比較原子和離子的實際半徑。改變電子數是狀態比較,並非獨立原子會自行完成的反應動畫。

學習範圍與考點依據

原子/離子:108 會考自然第 9 題、110 第 30 題、114 第 17 題。電子填入:選修 CAa-Va-4。游離能:選修 CAa-Va-5;112 分科化學第 2、3 題,113 第 1 題。本區是觀念操作,不是測驗。

自然科學課綱 ↗
原子序 / 質子數5
相對原子量(約)10.81
約 20°C 的狀態固態
熔點2,075.85 °C

數值為教學參考;溫度與壓力、同素異形體會影響物性。未列值不代表 0。氦須加壓才會凝固。磷的熔沸點採白磷數值,照片為紫磷。碳與砷在常壓下有昇華行為,不宜把高壓熔點當成常壓熔點。超重元素的宏觀物性多未測定。

PROPERTIES

物理與化學性質

類金屬;硼化合物的性質與元素硼不同。

IN OUR WORLD

工業與科技用途

硼矽酸鹽玻璃耐熱;硼摻雜可調整矽半導體的電性。

HUMAN HISTORY · 延伸

人類如何認識它?

19 世紀初研究者由硼酸化合物製得硼,早期樣品純度有限。

COSMIC ORIGIN · 延伸

這個元素從哪裡來?

宇宙射線

宇宙射線撞擊碳、氮、氧等原子核時,可把它們打碎成較輕的核。這種散裂作用是鈹、硼的重要來源;不是靠普通的化學反應製造。

標記表示重要途徑,不表示固定比例;不同同位素的來源也可能不同。

本元素資料核對:RSC・Boron ↗

「延伸元素」怎麼判斷? 查看課綱依據

國中 Aa-IV-4:課綱明寫不需要記憶整張週期表,重點是元素性質的規律與週期性。

課綱沒有列出一份完整的「課內/課外元素清單」。本頁將常見教學元素列為核心,其餘標記「延伸元素」,表示超出本版核心,不等於考試絕對不會出現。不需背誦;題目提供資料時,仍可能用來判讀。國中版的電子雲,以及所有元素的宇宙來源和科技故事,都屬延伸閱讀。

國教院自然科學課綱・正文第 145 頁 ↗
資料、模型與照片來源

元素數字資料整理自開放資料集,搭配皇家化學學會(RSC)各元素條目查核。未實測或不可靠的超重元素物性留白;方括號內為所選同位素的質量數,不是天然平均原子量。每張照片另列作者及授權,僅縮圖與轉成 WebP。

機率點雲採類氫原子的 1s、2p、3d 與代表性 4f 軌域抽樣。高中版另有原創角向形狀示意,可比較三種 p、五種 d 軌域;省略徑向分布,不是固定機率的等密度面。這些圖不是多電子原子的精密計算,也不是原子照片。