|
|
|
|
|
Símbol: B |
Nombre atòmic: 5 |
|
|
Bor |
Boro |
Boron |
Bore |
Grup: 13 |
Període: 2 |
|
|
Família: Família
del Bor |
Configuració electrònica: 1s22s22p1 |
|||||
|
Generalitats |
|||||
|
Descobridor/s: H. Davy, J.L.Gay-Lussac y L.J.Thenard |
Nacionalitat: França i
Gran Bretanya |
Any: 1808 |
|||
|
Origen del nom: De la paraula
àrab “buraq” i de la paraula persa “burah” |
Una mica
d’història: L’any
1702 Homberg va obtenir l’àcid bòric a partir del bòrax
Na2B407•10H2O que es coneixia des de l’antiguitat. L’any 1808, els
científics Louis Thenard i Joseph Gay-Lussac a França i Sir
Humohrey Davy a Anglaterra van preparar una forma impura del bor per
reducció de l’àcid bòric amb potassi. L’any 1909 Weintbraub va aïllar
bor pur per escalfament d’una mescla d’hidrogen i bor en un arc
voltaic d’alt potencial. |
||||
|
Estat natural: Les fonts per a
l’obtenció de compostos de bor han estat tradicionalment el
bòrax, Na2B4O7, en el llac
Bòrax de Califòrnia i l’àcid bòric, H3BO3
present en les sulfatares toscanes. Més recentment té importància, com
a mineral de bor, la colemanita (Ca2B6O11·5H2O)
als Estats Units i la boracita (Mg7Cl2B16O30)
a Alemanya. |
Estructura cristal·lina: Sistema Romboèdric |
cap angle recte a |
|||
|
Abundància
a l’ésser humà: 700 ppb (parts per bilió en pes) |
Abundància
a la Terra: Ocupa el lloc 38è en la classificació dels
elements més abundants en l’escorça terrestre. |
Abundància
al Sistema Solar: 1 ppb (parts per bilió en pes) |
|||
b |
Propietats |
|||||||
|
Físiques |
Massa
atòmica (u) |
Densitat
(kg/m3) |
Duresa
(escala de Mohs) |
Volum
atòmic (cm3/mol) |
|||
|
10,811 |
2340 |
9,5 |
4,6 |
||||
|
Tèrmiques |
Estat
d’agregació A 298 K |
Punt de
fusió (K) |
Punt
d’ebullició (K) |
|
|||
|
Sòlid |
2573 |
4200 |
|
||||
|
Radis |
Radi
atòmic (Å) |
Radi
iònic (Å) |
Radi
covalent (Å) |
|
|||
|
0,98 |
0,20 (B+3) |
0,82 |
|
||||
|
Ionització |
Afinitat
electrònica (KJ/mol) |
1a
energia ionització (KJ/mol) |
2a
energia ionització (KJ/mol) |
3a
energia ionització (KJ/mol) |
Estats
d’oxidació |
||
|
26,7 |
800,6 |
2427 |
3659,7 |
-3, +1, +2, +3 |
|||
|
Elèctriques |
Conductivitat
elèctrica (mOhm.cm)-1 |
Electròniques |
Electronegativitat
(Pauling) |
Polaritzabilitat
(Å3) |
|
||
|
0,0 |
2,04 |
3 |
|
||||
|
Termodinàmiques |
Calor
d’atomització (KJ/mol d’àtoms) |
Calor de
fusió (KJ/mol) |
Calor de
vaporització (KJ/mol) |
Calor
específica (J/kg K) |
Conductivitat
tèrmica (J/m s ºC) |
||
|
573,0 |
22,2 |
504,5 |
1291,62 |
27,4 |
|||
|
Altres |
Potencial
normal de reducció (v) |
Caràcter
metàl·lic |
Precaucions: Si els humans consumeixen grans quantitats
d’aliments que conten bor la concentració de bor en el cos pot
augmentar a nivells que causen problemes de salut. El bor pot infectar
l’estómac, el fetge, els ronyons i el cervell i pot eventualment
portar a la mort. Quan la exposició és amb petites quantitats
de bor, té lloc
irritació del nas, la gola i els ulls. Els compostos de bor podrien ser cancerígens. |
||||
|
-0,89 B(OH)3/B |
Semi-metall |
||||||
|
Característiques: |
|
||||||
|
Té l’aspecte
d’una pols amorfa marró fosc, de gran duresa (ratlla el
rubí) i no reacciona fàcilment amb l’oxigen, ni amb
l’aigua ni amb els àcids ni les bases diluïdes. Es pot obtenir bor
cristal·lí dissolvent bor en alumini fos i refredant lentament.
El bor cristal·lí és semblant al diamant en
l’aspecte i les propietats òptiques i és quasi tant dur
com ell. Encara que el bor tingui nombre
d’oxidació +3 i la seva posició en la Taula
Periòdica indicaria una gran semblança amb l’alumini,
és molt més semblant al carboni i al silici en les seves
propietats químiques. El seu caràcter
semiconductor augmenta amb la temperatura. En els seus compostos el bor actua
com un no metall però difereix d’ells en que el bor pur
és un conductor elèctric com els metalls i el grafit. |
|||||||
|
Isòtops |
||||||
|
Isòtop |
Protons |
Neutrons |
Símbol |
Vida mitjana |
Abundància (%) |
Altres |
|
Bor-8 |
5 |
3 |
8B |
0,77
segons |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bor-9 |
5 |
4 |
9B |
8·10-19
segons |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bor-10 |
5 |
5 |
10B |
Estable |
19,7 |
|
|
Bor-11 |
5 |
6 |
11B |
Estable |
80,3 |
|
|
Bor-12 |
5 |
7 |
12B |
0,0202
segons |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bor-13 |
5 |
8 |
13B |
0,0174
segons |
0,00 |
Radioactiu |
|
Reactivitat |
|
|
Descripció |
El bor es
combina directament amb el nitrogen per formar nitrur de bor (BN), i amb l’oxigen,
a temperatures altes, per formar l'òxid de bor (B2O3):
4B + 3O2 (g) à 2B2O3 (s) Amb els
metalls forma borurs, com el borur de magnesi (Mg3B2). Reacciona
vigorosament amb els halògens per a formar halurs de bor: 2B (s) +
3F2 (g) à 2BF3 (g) 2B (s) + 3Cl2
(g) à 2BCl3 (l) 2B (s) +
3Br2 (g) à 2BBr3 (l) Més
extraordinària és l’anòmala similitud dels hidrurs
de bor als compostos corresponents de silici i carboni. Existeixen diversos
hidrurs de bor coneguts amb el nom genèric de borans, tots ells
tòxics i amb olor desagradable. En els
assaigs a la flama produeix una coloració verda característica. |
|
Amb aire |
Suau; à Suau; amb calor B2 O3
4B + 3O2 (g) à 2B2O3 (s) |
|
Amb H2O |
No reacciona
|
|
Amb HCL 6M |
No reacciona |
|
Amb HNO3 15M |
No reacciona
|
|
Amb NaOH 6M |
No reacciona |
|
Obtenció |
Pot obtenir-se
per reducció de l’òxid B2O3 amb
magnesi en pols molt calent:
B2O3 + 3Mg à 2B + 3MgO i posterior tractament amb àcid
clorhídric o, segons el mètode de Weintraub, per
reducció tèrmica del clorur de bor, Cl3B, o bromur
de bor, Br3B, amb hidrogen gas utilitzant un cable de
tàntal escalfat per damunt de 1000ºC. L’electròlisi
del fluorur de bor i potassi (KBF4) produeix bor de gran puresa. |
|
S’utilitza
per a fabricar vidres de borosilicat (per exemple Pyrex) i esmalts,
principalment utensilis de cuina. També
s’utilitza per obtenir acers especials, de gran resistència a
l’impacte, i altres aliatges. Degut a la seva gran duresa
s’utilitza, en forma de carbur, per la fabricació
d’abrasius. El bor
té moltes aplicacions importants en el camp de la energia
atòmica. S’usa, el 10B, en instruments dissenyats per
detectar i comptar les emissions de neutrons. A causa de la seva gran
capacitat d’absorció de neutrons, també s’utilitza
com amortidor de control en reactors nuclears i com un material constituent
dels escuts de neutrons. L’àcid
bòric diluït s’utilitza com antisèptic per als ulls
i el nas. Antigament s’utilitzava l’àcid bòric per
conservar els aliments, però s’ha prohibit aquesta
utilització pels seus efectes perjudicials per a la salut. A
Amèrica del Nird, l’àcid bòric s’usa per al
control d’escarabats, formigues, puces i altres insectes. El carbur
de bor s’utilitza com abrasiu i agent aleador. El nitrur
de bor és tan dur com el diamant, es comporta com un aïllant
elèctric però condueix el calor com un metall. També
té propietats lubrificants similars a les del grafit. Els
hidrurs s’utilitzen a vegades com a combustible de coets. Filaments de
bor són utilitzats per a estructures aerospacials avançades i
en la investigació de fibra òptica. |
|
|
És lleugerament tòxic. Ni el bor ni els borats són tòxics; no
obstant, alguns dels més exòtics compostos de bor són
tòxics i han de manipular-se amb cura. |