Bor

Bor
beryl ← bor → węgiel
– ↑ B ↓ Al 5 B
Wygląd
czarny błyszczący (krystaliczny) brązowy (amorficzny)
Widmo emisyjne boru
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	bor, B, 5 (łac. borium)
Grupa, okres, blok	13 (IIIA), 2, p
Stopień utlenienia	III
Właściwości metaliczne	półmetal
Właściwości tlenków	lekko kwaśne
Masa atomowa	10,806–10,821 u
Stan skupienia	stały
Gęstość	2340 kg/m³
Temperatura topnienia	2075 °C
Temperatura wrzenia	4000 °C
Numer CAS	7440-42-8
PubChem	5462311
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 85 (87) pm 82 pm Konfiguracja elektronowa [He]2s22p1 Zapełnienie powłok 2, 3 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 2,04 2,01 Potencjały jonizacyjne I 800,6 kJ/mol II 2427,1 kJ/mol III 3659,7 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 489,7 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 0,348 Pa (2573 K) Konduktywność 1,0×10−4 S/m Ciepło właściwe 1026 J/(kg·K) Przewodność cieplna 27,4 W/(m·K) Układ krystalograficzny trójskośny Twardość • w skali Mohsa 9,3 Prędkość dźwięku 16200 m/s (293,15 K) Objętość molowa 4,39×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 8B {syn.} 772 ms w.e.,α 18 4He 10B 19,9% stabilny izotop z 5 neutronami 11B 80,1% stabilny izotop z 6 neutronami
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Uwaga Zwroty H H302 Zwroty P brak zwrotów P Europejska klasyfikacja substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie podanej karty charakterystyki Szkodliwy (Xn) Zwroty R R22 Zwroty S brak zwrotów S NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 1 0
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Bor (B, łac. borium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 5, półmetal z bloku p układu okresowego.

Charakterystyka

Bor pod względem chemicznym przypomina krzem i węgiel, gdyż tworzy borowodory – analogi węglowodorów i krzemowodorów. Reakcja boru z gorącym, stężonym kwasem azotowym prowadzi do utworzenia kwasu borowego H₃BO₃. Bor tworzy kompleksy z alkoholami polihydroksylowymi, reakcja kwasu borowego z mannitolem jest jednym ze sposobów oznaczania zawartości boru w próbce.

Odmiany alotropowe

Bor posiada dwie odmiany alotropowe:

• bor amorficzny – posiadający kolor brązowy,
• bor krystaliczny – czarny, bardzo twardy (twardość 9.3 w skali Mohsa, jest słabym przewodnikiem prądu elektrycznego).

Zastosowanie

Bor w postaci wolnego pierwiastka stosuje się jako domieszkę do półprzewodników, natomiast związki boru znajdują zastosowanie w postaci lekkich materiałów, nietoksycznych środków owadobójczych i konserwantów oraz odczynników dla syntezy chemicznej.

W technice jądrowej stosowany w produkcji szkła ochronnego, liczników borowych i prętów regulacyjnych reaktorów jądrowych (z uwagi na duży przekrój czynny, ok. 75 000 fm²).

Odkrycie

Czysty bor wyizolowało w 1808 jednocześnie trzech chemików: Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac i Louis Jacques Thénard.

Występowanie

Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0009%. Ważniejsze minerały boru to: boraks, kernit, kolemanit i aszaryt.

Stabilne izotopy to ¹⁰B (19%) oraz ¹¹B (81%). W naturze nigdy nie występuje jako wolny pierwiastek, jego głównym źródłem jest boraks.

Z punktu widzenia odżywiania, bogatym źródłem boru są świeże warzywa i owoce, a wśród tych ostatnich przede wszystkim orzechy.

Związki

Bor tworzy szereg związków chemicznych, w których przyjmuje formalne stopnie utlenienia od -III do III. Są to substancje zazwyczaj łatwo rozpuszczalne w wodzie - żaden ze związków boru nie strąca się w sposób ilościowy.

Przykładowe związki boru:

• borowodorek sodu NaBH₄
• borowodory, np. diboran B₂H₆
• borazol (nieorganiczny benzen) B₃N₃H₆
• czterochlorek czteroboru B₄Cl₄
• tlenek boru(II) B₂O₂
• tlenek boru B₂O₃, kwas borowy H₃BO₃, boran trimetylu B(OCH₃)₃

Tworzy też iminoboran, borki i inne.

Związki boru barwią płomień na kolor zielony.

Znaczenie biologiczne

Bor, będąc pierwiastkiem śladowym, jest niezbędny dla roślin i zwierząt. U roślin odpowiada za transport związków organicznych w łyku (głównie cukrów), wpływa na prawidłowy wzrost łagiewki pyłkowej (jego brak powoduje zahamowanie jej wzrostu), wpływa na wytworzenie elementów płciowych u roślin. Jest pierwiastkiem, który bardzo trudno przemieszcza się w roślinie. Jego niedobór może powodować zgorzel liści sercowych i suchą zgniliznę korzeni buraka.

Bor ma również wpływ na organizm człowieka, przede wszystkim na jego kościec. Przypuszcza się, iż jest niezbędny do prawidłowej gospodarki wapniowej organizmu. Razem z wapniem, magnezem i witaminą D reguluje metabolizm, wzrost, rozwój tkanki kostnej.

Jego niedobór powoduje utratę wapnia i demineralizację kości.

W większych ilościach, związki boru, szczególnie te lotne, są trujące.

Bibliografia

1. Jerzy Zdzisław Minczewski, Zygmunt Marczenko: Chemia analityczna. 1, Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001. ISBN 83-01-13499-2 (t. 1).
2. Witold Mizerski, Piotr Bernatowicz (chemia): Tablice chemiczne. Warszawa: Adamantan, 2004. ISBN 83-7350-040-5 (opr. miękka).
3. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 8311067236. (pol.)