Bor (element)

Format:Referințe Format:Infocaseta Element chimic Borul este un element chimic având simbolul chimic B și numărul atomic 5. Format:Nc

Bor

Istoric

Borul a fost descoperit de Humphrey Davy, J. L. Guy-Lussac și L. Y. Thernard în anul 1809; fiind primul element al grupei a III-a, are configurație electronică $1s^{2}2s^{2}2p^1$ și seamănă foarte mult cu siliciul în baza regulii similitudinii pe diagonală. Borul nemetal are conductibilitate electrică de tip semiconductor. Oxizii borului sunt oxizi acizi cu proprietăți refractare, iar cărbunele de bor are o stabilitate chimică foarte mare, fiind dur și refractar, formează numai combinații covalente (XB = 2,04) în care este trivalent și nu monovalent cum ar fi dacă se ia în considerare configurația sa electronică. Ionul monovalent al borului B+ nu se poate forma deoarece s-ar consuma o energie de ionizare mare, ce nu poate fi acoperită de energia de rețea sau hidratarea ionilor. Trivalența borului e o consecință a hibridizării sp, când energia legăturii formate cu cei trei orbitali hibrizi sp cu unghiuri între ei de 120° o depășește pe cea a formării covalenței. Borul are număr atomic 5, masa 10,82, are doi izotopi stabili ${10}^{}B$ (19%) și ${11}^{}B$ (81%) și se găsește în natură sub formă de combinații, ca și în plante tehnice cum ar fi bumbacul.

Structură atomică

Configurația electronică a borului esteFormat:Nc

[He] 2s2 2p1

Răspândire

Borul este puțin răspândit în scoarța pământului (0,014%), cel mai cunoscut mineral fiind turmalina (boroaluminosilicat complex).

Formula chimică	Molecula	Nume	Observații
$N{a}_2{B}_4{O}_7\cdot 10H_{2}O$	Fișier:BoraxM.png	Borax
$N{a}_2{B}_4{O}_7\cdot 4H_{2}O$	Fișier:BoraxM.png	Kernit
$Ca{B}_4{O}_7\cdot 4H_{2}O$	Fișier:BorocalcitM.png	Borocalcit
$Ca{B}_3{O}_4{\left(OH\right)}_3\cdot 3H_{2}O$		Colemanit
$H_{3}B{O}_3$		Acid Boric	Se formează în scoarță prin descompunerea silicaților cu apă caldă, fiind exploatat în industrie

Producere

În stare pură se află sub formă de cristale negre, cenușii și există în două modificații aleotropice: cristalizat (Å = 2,54) și amorf (Å = 2,45) Borul este indiferent față de apă și aer, la încălzire manifestă o activitate chimică înaltă. Reacționează cu clorul la 400°C, cu bromul la 700°C și la peste 900°C cu azotul, iar combinându-se cu carbonul rezultă o substanță mai tare decât diamantul; se folosește în fabricarea oțelurilor speciale (ferobor) a diferitelor aliaje cu wolfram, cupru și crom. La trecerea de la aluminiu la galiu, razele atomice cresc foarte puțin comparativ cu creșterea observată în trecerea de la bor la aluminiu, în timp ce potențialul primar de ionizare explică răspândirea în natură a borului. Se caracterizează prin deficiența de electroni la atomul central; tendința de a-și completa octetul de electroni sau de a utiliza orbitali p vacanți se poate face astfel:

• formarea unei duble legături p-p între atomi și o pereche de electroni neparticipanți
• formarea legăturilor de tricentre: $B{0}_2{H}_6$, $A{l}_{2}C{l}_6$, $A{l}_{2}C{H}_3$
• complexare cu donori de electroni (legăturile de trei electroni sunt mai slabe decât cele de doi electroni)

Cu molecule sau anioni se fac complecși în care borul are numărul de coordinație 4, borul nu face cationi trivalenți, astfel nu se știu săruri ale borului cu oxiacizii: sulfați și azotați. Fosfatul de bor ($BP{O}_4$) nu este o sare, ci un oxid mixt covalent cu structură cristalină identică cu a cristobalitei, arsenatul de bor ($BAs{O}_4$) cristalizează în rețeaua cuart.

Preparare în laborator

Se obține prin două metode industriale:

1. reducerea anhidridei borice cu magneziu sau sodiu;
2. reducerea clorului de bor în curent de hidrogen, folosindu-se arcul electric între 1200-14000C

După starea lui structurală, borul cristalin în stare pură se obține greu datorită reactivității mari, dar borul amorf, negru se obține prin reducerea metalotermică a boraților.

$N{a}_2{B}_2{O}_7+2HCl\to H_{2}B{O}_3+2NaCl$

$2H_{2}B{O}_3\to B_2{O}_3+3H_{2}O$

$2B_2{O}_3\to 4B+3O_2\uparrow$

Astfel se obține Bor de puritate 95-98%.

Rolul elementului în biologie

La plante are rol in metabolismul glucidic, în sinteza acizilor nucleici și a fitohormonilor.

Legături externe

• Format:Ro icon Borul pe sistemul_periodic.go.ro Format:Webarchive

Bibliografie

• S. Stoici, Borul, Editura Tehnică, 1981
• https://ptable.com/#Izotopi