Editorii noștri vor examina ceea ce ați trimis și vor stabili dacă să revizuiți articolul.

Bor (B), element chimic, semimetal al grupei principale 13 (IIIa, sau grupul de bor) al tabelului periodic, esențial pentru creșterea plantelor și de aplicare industrială largă.

utilizări

Proprietăți element numar atomicgreutate atomicapunct de topirePunct de fierberegravitație specificăstarea de oxidareconfiguratie electronica
5
[10.806, 10.821]
2.200 ° C (4.000 ° F)
2.550 ° C (4.620 ° F)
2,34 (la 20 ° C [68 ° F])
+3
1s 2 2s 2 2p 1

Proprietăți, apariție și utilizări

Borul cristalin pur este un semiconductor negru, lucios; adică, conduce electricitatea ca un metal la temperaturi ridicate și este aproape un izolator la temperaturi scăzute. Este suficient de greu (9,3 pe scara Mohs) să zgâriați niște abrazivi, cum ar fi carborundum, dar prea fragil pentru a fi folosit în scule. Constituie aproximativ 0,001% din greutatea scoarței terestre. Borul este combinat sub formă de borax, kernit și tincalconit (borat de sodiu hidratat), principalele minerale comerciale de bor, concentrate în special în regiunile aride ale Californiei, și ca minerale dispersate pe scară largă, cum ar fi colemanitul, ulexitul și turmalina. Sassolitul - acid boric natural - apare mai ales în Italia.

Borul a fost izolat pentru prima dată (1808) de chimiștii francezi Joseph-Louis Gay-Lussac și Louis-Jacques Thenard și independent de chimistul britanic Sir Humphry Davy prin încălzirea oxidului de bor (B2O3) cu potasiu metalic. Produsul amorf impur, o pulbere negru maroniu, a fost singura formă de bor cunoscută de mai bine de un secol. Borul cristalin pur poate fi preparat cu dificultate prin reducerea bromurii sau clorurii sale (BBr3, BCl3) cu hidrogen pe un filament de tantal încălzit electric.

Cantități limitate de bor elementar sunt utilizate pe scară largă pentru a crește duritatea în oțel. Adăugat ca aliaj de fier feroboron, este prezent în multe oțeluri, de obicei în intervalul 0,001-0,005%. Borul este, de asemenea, utilizat în industria metalelor neferoase, în general ca deoxidant, în aliaje cu bază de cupru și cupru cu conductivitate ridicată ca degazificator și în piesele turnate din aluminiu pentru rafinarea bobului. În industria semiconductoarelor, se adaugă cantități mici de bor, controlate cu atenție, ca agent dopant la siliciu și germaniu pentru a modifica conductivitatea electrică.

Sub formă de acid boric sau borat, urme de bor sunt necesare pentru creșterea multor plante terestre și, prin urmare, sunt indirect esențiale pentru viața animală. Efectele tipice ale deficitului de bor pe termen lung sunt creșterea stânjenită, deformată; „inima maro” vegetală și „putrezirea uscată” a sfeclei de zahăr se numără printre tulburările din cauza deficitului de bor. Deficitul de bor poate fi atenuat prin aplicarea boratului solubil pe sol. Cu toate acestea, în cantități excesive, borații acționează ca erbicide neselective. A fost raportat gigantismul mai multor specii de plante care cresc în sol în mod natural abundent în bor. Nu este încă clar care este rolul precis al borului în viața plantelor, dar majoritatea cercetătorilor sunt de acord că elementul este într-un fel esențial pentru creșterea și funcționarea normală a meristemelor apicale, vârfurile în creștere ale lăstarilor de plante.

Borul pur există în cel puțin patru modificări cristaline sau alotrope. Cuști închise care conțin 12 atomi de bor dispuși sub formă de icosaedru apar în diferitele forme cristaline ale borului elementar.

Borul cristalin este aproape inert din punct de vedere chimic la temperaturi obișnuite. Fierberea acidului clorhidric nu îl afectează, iar acidul azotic concentrat fierbinte convertește încet borul pudrat fin în acid boric (H3BO3). Borul, în comportamentul său chimic, este nemetalic.

În natură, borul constă dintr-un amestec de doi izotopi stabili - bor-10 (19,9%) și bor-11 (80,1%); mici variații ale acestei proporții produc un interval de ± 0,003 în greutatea atomică. Ambele nuclee posedă spin nuclear (rotația nucleilor atomici); cea a borului-10 are o valoare de 3 și cea a borului-11, 3/2, valorile fiind dictate de factori cuantici. Acești izotopi sunt, prin urmare, de utilizare în spectroscopia de rezonanță magnetică nucleară, iar spectrometrele special adaptate pentru detectarea nucleului de bor-11 sunt disponibile comercial. Nucleii de bor-10 și bor-11 provoacă, de asemenea, scindarea în rezonanțe (adică apariția de noi benzi în spectrele de rezonanță) ale altor nuclee (de exemplu, cele ale atomilor de hidrogen legați de bor).

Izotopul bor-10 este unic prin faptul că posedă o secțiune transversală de captare extrem de mare (3.836 hambare) pentru neutroni termici (adică absoarbe cu ușurință neutronii cu energie scăzută). Captarea unui neutron de către un nucleu al acestui izotop are ca rezultat expulzarea unei particule alfa (nucleul unui atom de heliu, simbolizat α):

Deoarece particula alfa de mare energie nu se deplasează departe în materie normală, borul și unii dintre compușii săi au fost folosiți la fabricarea scuturilor de neutroni (materiale care nu sunt penetrabile de către neutroni). În contorul Geiger, particulele alfa declanșează un răspuns, în timp ce neutronii nu; prin urmare, dacă camera de gaz a unui contor Geiger este umplută cu un derivat de bor gazos (de exemplu, trifluorură de bor), contorul va înregistra fiecare particulă alfa produsă atunci când un neutron care trece în cameră este captat de un nucleu de bor-10. În acest fel, contorul Geiger este transformat într-un dispozitiv pentru detectarea neutronilor, care în mod normal nu îl afectează.

Afinitatea bor-10 pentru neutroni constituie, de asemenea, baza unei tehnici cunoscute sub numele de terapie de captare a neutronilor de bor (BNCT) pentru tratarea pacienților care suferă de tumori cerebrale. Pentru o scurtă perioadă de timp după ce anumiți compuși de bor sunt injectați la un pacient cu o tumoare pe creier, compușii se colectează preferențial în tumoare; iradierea zonei tumorale cu neutroni termici, care cauzează o leziune generală relativ mică a țesutului, are ca rezultat eliberarea unei particule alfa care dăunează țesutului în tumoră de fiecare dată când un nucleu de bor-10 captează un neutron. În acest fel, distrugerea poate fi limitată preferențial la tumoare, lăsând țesutul normal al creierului mai puțin afectat. BNCT a fost, de asemenea, studiat ca tratament pentru tumorile capului și gâtului, ficatului, prostatei, vezicii urinare și sânului.