DEFINICIÓN
Bor- el quinto elemento de la tabla periódica. Designación - B del latín "borum". Ubicado en el segundo periodo, grupo IIIA. Se refiere a los no metales. La carga nuclear es 5.
El boro es relativamente raro en la naturaleza; contenido general en corteza terrestre es aproximadamente 10 -3% (masa).
Los principales compuestos naturales de boro incluyen el ácido bórico H 3 BO 3 y las sales de ácido bórico, de las cuales el más conocido es el bórax Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O.
En condiciones normales, el boro es una sustancia de estructura cristalina (sistema romboédrico) de color gris oscuro (Fig. 1). Es refractario (punto de fusión 2075 o C, punto de ebullición 3700 o C), diamagnético y tiene propiedades semiconductoras.
Arroz. 1. Boro. Apariencia.
Masa atómica y molecular del boro.
Peso molecular relativo Mr es la masa molar de una molécula dividida por 1/12 de la masa molar de un átomo de carbono 12 (12 C). Esta es una cantidad adimensional.
Masa atómica relativa A r es la masa molar de un átomo de una sustancia dividida por 1/12 de la masa molar de un átomo de carbono 12 (12 C).
Dado que en estado libre el boro existe en forma de moléculas monoatómicas B, los valores de sus masas atómicas y moleculares coinciden. Son iguales a 10,806.
Alotropía y modificaciones alotrópicas del boro.
El boro se caracteriza por la manifestación de alotropía, es decir existencia en forma de varias sustancias simples llamadas modificaciones alotrópicas (alotrópicas). En primer lugar, el boro existe en dos estados de agregación: cristalino (de color gris) y amorfo (de color gris). blanco). En segundo lugar, en forma cristalina, el boro tiene más de 10 modificaciones alotrópicas. Por ejemplo, los átomos de boro se pueden combinar en grupos B 12, que tienen la forma de un icosaedro, un veinteedro (Fig. 2).
Arroz. 2. Agrupación icosaédrica de átomos de boro B 12.
Estos icosaedros B12, a su vez, pueden ubicarse entre sí en el cristal de diferentes formas:
Isótopos de boro
En la naturaleza, el boro existe en forma de dos isótopos estables 10 B (19,8%) y 11 B (80,2%). Sus números de masa son 10 y 11, respectivamente. El núcleo de un átomo del isótopo de boro 10 B contiene cinco protones y cinco neutrones, y el isótopo 11 B contiene el mismo número de protones y cuatro neutrones.
Hay doce isótopos artificiales (radiactivos) de boro con números de masa de 5 a 17, de los cuales el más estable es el 8 B con una vida media de 0,77 s.
iones de boro
En el nivel de energía exterior del átomo de boro hay tres electrones, que son de valencia:
1s 2 2s 2 2p 1 .
Como resultado de la interacción química, el boro puede perder sus electrones de valencia, es decir Sea su donante y conviértase en un ion cargado positivamente (B 3+) o acepte electrones de otro átomo, es decir. Sea su aceptor y conviértase en un ion cargado negativamente (B 3-):
segundo 0 -3e → segundo 3+ ;
segundo 0 +3e → segundo 3- .
Molécula y átomo de boro
En estado libre, el boro existe en forma de moléculas B monoatómicas. Presentemos algunas propiedades que caracterizan al átomo y la molécula de boro:
Aleaciones de boro
En metalurgia, el boro se utiliza como aditivo para el acero y algunas aleaciones no ferrosas. La adición de cantidades muy pequeñas de boro reduce el tamaño del grano, lo que conduce a mejores propiedades mecánicas de las aleaciones. También se utiliza la saturación de superficies de productos de acero con boro: borrado, que aumenta la dureza y la resistencia a la corrosión.
Ejemplos de resolución de problemas
EJEMPLO 1
EJEMPLO 2
| Ejercicio | Encuentre la fórmula del compuesto de boro con hidrógeno (borano), que tiene una composición en fracciones de masa de un porcentaje: boro - 78,2; hidrógeno - 21,8. Si la masa de 1 cm 3 de este gas es igual a la masa de 1 cm 3 de nitrógeno. |
| Solución | La fracción de masa del elemento X en una molécula de composición NX se calcula mediante la siguiente fórmula: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Denotemos el número de moles de elementos incluidos en el compuesto como "x" (boro), "y" (hidrógeno). Entonces, la relación molar se verá así (los valores de masas atómicas relativas tomados de la tabla periódica de D.I. Mendeleev se redondean a números enteros): x:y = ω(B)/Ar(B) : ω(H)/Ar(H); x:y= 78,2/11: 21,8/1; x:y= 7,12: 21,8= 1: 3. Esto significa que la fórmula más simple para el compuesto de boro con hidrógeno (borano) será BH 3 y una masa molar de 14 g/mol. Según las condiciones del problema: metro(norte 2) = metro(norte 2) × V(norte 2) / V metro = 28 × 1 / 22,4 = 1,25 g. m(B x H y) = M(B x H y) × V(B x H y) / V m = M(B x H y) × 1 / 22,4. m(N 2) = m(B x H y) = M(B x H y) × 1 / 22,4; M(B x H y) = m(N 2) × 22,4 = 1,25 × 22,4 = 28 g/mol. Para encontrar la verdadera fórmula de una sustancia, encontramos la relación de las masas molares resultantes: M(B x H y) / M(BH 3) = 28/12 = 2. Esto significa que los índices de los átomos de boro e hidrógeno deberían ser 2 veces mayores, es decir la fórmula del borano será B 2 H 6 . |
| Respuesta | B2H6 |
BOR ( elemento químico) BOR (elemento químico)
BOR (lat. Borum), B (léase boro), elemento químico con número atómico 5, peso atómico 10.811. El boro natural se compone de dos nucleidos estables. (centímetro. NUCLIDO) 10 B (19,57%) y 11 B. Bor se ubica en el segundo periodo del grupo IIIA. Configuración de la capa electrónica de la capa 1 s 2 2 s 2
1
. El radio del átomo de boro neutro es de 0,088-0,097 nm, el radio del ion B 3+ es de 0,025 nm. Según la escala de Pauling, la electronegatividad (centímetro. ELECTRONEGATIVIDAD) el boro es 2,04. Para el boro, la formación de compuestos en el estado de oxidación +3 (valencia III) es la más típica. El boro rara vez presenta estados de oxidación negativos y, con los metales, a menudo forma compuestos no estequiométricos: boruros. (centímetro. BORIDOS).
Historia del descubrimiento
Desde la antigüedad, el bórax que contiene boro se ha utilizado en la fabricación de joyas. (centímetro. BORA), conocido por los alquimistas medievales con el nombre árabe burag y el nombre latino Borax. El bórax se utilizaba como fundente, para soldar oro y plata, para impartir fusibilidad al esmalte y al vidrio. A principios del siglo XVIII se obtuvo una sustancia del bórax, que más tarde pasó a conocerse como ácido bórico. En 1808, los químicos franceses L. J. Gay-Lussac (centímetro. GAY LUSSAC José Luis) y L. Tenard (centímetro. TENAR Luis Jacques) y el químico inglés G. Davy, que llegó con 9 días de retraso (centímetro. DAVY Humphrey) informó el descubrimiento del elemento. (centímetro. Lo obtuvieron calcinando ácido bórico con potasio metálico. POTASIO)
, que fue descubierto recientemente por Davy. Los químicos franceses dieron el nombre de boro al elemento, y Davy le dio el nombre de boro (latín: Boron), este último conservado en inglés.
Estar en la naturaleza (centímetro. El boro no se encuentra en la naturaleza en forma libre. Los minerales más importantes: bórax - Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, tetraborato de sodio, kernita - Na 2 B 4 O 7 4H 2 O y otros boratos naturales. BORATOS NATURALES) (centímetro., sassolin (ácido bóricoÁCIDOS BÓRICOS) ) - H 3 BO 3 . Los compuestos de boro (boratos, borosilicatos, boroammosilicatos) se encuentran a menudo en pequeñas concentraciones en zonas volcánicas y rocas sedimentarias
. Presente en el agua de lagos (especialmente los amargos) y mares. El contenido de boro en la corteza terrestre es de 1,10–3% en masa (lugar 28), en el agua del océano de 4,41,10–4% (4,4 mg/l).
En la industria, el bórax se obtiene a partir de boratos naturales fusionándolos con sosa. Cuando los minerales de boro naturales se tratan con ácido sulfúrico, se forma ácido bórico. El óxido B 2 O 3 se obtiene a partir del ácido bórico H 3 BO 3 mediante calcinación, y luego este o el bórax se reducen con metales activos (magnesio o sodio) para liberar boro:
B2O3 + 3Mg = 3MgO + 2B,
2Na 2 B 4 O 7 + 3Na = B + 7NaBO 2.
En este caso, el boro amorfo se forma en forma de un polvo gris. El boro cristalino de alta pureza se puede obtener mediante recristalización, pero en la industria se obtiene más a menudo mediante electrólisis de fluoroboratos fundidos o descomposición térmica del vapor de bromuro de boro BBr 3 sobre alambre de tantalio calentado a 1000-1500 °C en presencia de hidrógeno:
2BBr3 + 3H2 = 2B + 6HBr
También es posible utilizar el craqueo de borohidruros:
B 4 H 10 = 4B + 5H 2.
Propiedades físicas y químicas.
Para muchos físicos y propiedades quimicas El boro no metálico se parece al silicio no metálico, elemento del grupo IVA. (centímetro. SILICIO)
La sustancia simple boro tiene varias modificaciones, todas ellas están formadas por grupos de átomos de boro conectados de manera diferente, que representan el icosaedro B 12.
Los cristales de boro son de color negro grisáceo (muy puros - incoloros) y muy refractarios (punto de fusión 2074 °C, punto de ebullición 3658 °C). Densidad - 2,34 g/cm3. Boro cristalino - semiconductor (centímetro. SEMICONDUCTORES). En términos de dureza, el boro ocupa el segundo lugar entre las sustancias simples (después del diamante).
El boro químico es bastante inerte y temperatura ambiente interactúa solo con flúor:
2B + 3F 2 = 2BF 3
Cuando se calienta, el boro reacciona con otros halógenos para formar trihaluros, con nitrógeno forma nitruro de boro BN, con fósforo - fosfuro BP, con carbono - carburos de diversas composiciones (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2). Cuando se calienta en una atmósfera de oxígeno o en aire, el boro se quema con una gran liberación de calor y se forma un fuerte óxido B 2 O 3:
4B + 3O 2 = 2B 2 O 3
El boro no interactúa directamente con el hidrógeno, aunque es bastante conocido. gran número borohidruros (boranos) (centímetro. HIDRÓGENOS) de diversas composiciones obtenidas procesando boruros de metales alcalinos o alcalinotérreos con ácido:
Mg 3 B 2 + 6HCl = B 2 H 6 + 3MgCl 2
Cuando se calienta fuertemente, el boro exhibe propiedades reconstituyentes. Es capaz, por ejemplo, de reducir el silicio o el fósforo de sus óxidos:
3SiO2 + 4B = 3Si + 2B2O3;
3P2O5 + 10V = 5V2O3 + 6P
Esta propiedad del boro puede explicarse por la muy alta resistencia de los enlaces químicos del óxido de boro B 2 O 3.
En ausencia de agentes oxidantes, el boro es resistente a las soluciones alcalinas. En los ácidos nítrico y sulfúrico calientes y en el agua regia, el boro se disuelve para formar ácido bórico H 3 BO 3.
El óxido de boro B 2 O 3 es un óxido ácido típico. Reacciona con el agua para formar ácido bórico:
B 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 BO 3
Cuando el ácido bórico interactúa con los álcalis, las sales no se forman a partir del ácido bórico en sí: boratos (que contienen el anión BO 3 3-), sino tetraboratos, por ejemplo:
4H 3 BO 3 + 2NaOH = Na 2 B 4 O 7 + 7H 2 O
Solicitud
El boro se utiliza como aditivo en la producción de aleaciones resistentes a la corrosión y al calor. Saturación superficial de piezas de acero con boro (boruración) (centímetro. BORACIÓN) aumenta sus propiedades mecánicas y anticorrosión. Los carburos de boro (B 4 C y B 13 C 2) tienen alta dureza y son buenos materiales abrasivos. Anteriormente, se utilizaban mucho para fabricar fresas utilizadas por los dentistas (de ahí el nombre de fresa).
El boro (en forma de fibras) sirve como agente fortalecedor para muchos materiales compuestos. El propio boro y sus compuestos (nitruro de BN y otros) se utilizan como materiales semiconductores y dieléctricos. El BF gaseoso se utiliza en contadores de neutrones térmicos.
El boro (su nucleido de 10 V) se caracteriza por una sección eficaz elevada para la captura de neutrones térmicos (3,10 -25 m2):
10 5 B + 1 0 norte 4 2 Él + 7 3 Li
Es importante que con esto reacción nuclear sólo emergen núcleos estables. Por ello, el boro puro y especialmente sus aleaciones se utilizan en forma de materiales absorbentes de neutrones en la fabricación de barras de control de reactores nucleares que ralentizan o detienen las reacciones de fisión.
Aproximadamente el 50% de los compuestos de boro naturales y artificiales se utilizan en la producción de vidrio (el llamado vidrio de borosilicato), aproximadamente el 30% en la producción de detergentes. Finalmente, aproximadamente entre el 4% y el 5% de los compuestos de boro se consumen en la producción de esmaltes, vidriados y fundentes metalúrgicos.
En medicina, el bórax y el ácido bórico (en forma de soluciones acuosas de alcohol) se utilizan como agentes antisépticos. En la vida cotidiana, el bórax o el ácido bórico se utilizan para matar insectos domésticos, en particular las cucarachas (el bórax, cuando ingresa a los órganos digestivos de las cucarachas, cristaliza y los cristales afilados en forma de agujas resultantes destruyen los tejidos de estos órganos).
papel biológico
El boro es un oligoelemento importante. (centímetro. MICROELEMENTOS), necesario para el normal funcionamiento de las plantas. La falta de boro frena su desarrollo y provoca diversas enfermedades en las plantas cultivadas. Se basa en alteraciones de los procesos oxidativos y energéticos en los tejidos y en una disminución de la biosíntesis de sustancias esenciales. Cuando hay una deficiencia de boro en el suelo en agricultura Se utilizan microfertilizantes de boro. (centímetro. MICROFERTILIZANTES)(ácido bórico, bórax y otros), aumentando el rendimiento, mejorando la calidad del producto y previniendo diversas enfermedades de las plantas.
El papel del boro en los animales no está claro. El tejido muscular humano contiene (0,33-1) 10 -4% de boro, el tejido óseo - (1,1-3,3) 10 -4% y la sangre - 0,13 mg/l. Todos los días, una persona recibe de 1 a 3 mg de boro de los alimentos. Dosis tóxica - 4 g.
Diccionario enciclopédico. 2009 .
Vea qué es “BOR (elemento químico)” en otros diccionarios:
Boro (lat. Borum), B, elemento químico del grupo III del sistema periódico de Mendeleev, número atómico 5, masa atómica 10,811; Los cristales son de color negro grisáceo (B. muy puro es incoloro). B. natural consta de dos isótopos estables: 10B (19%) ... ... Gran enciclopedia soviética
URANIO (lat. Uranio), U (pronunciado "uranio"), elemento químico radiactivo con número atómico 92, masa atómica 238,0289. Actinoide. El uranio natural está formado por una mezcla de tres isótopos: 238U, 99,2739%, con una vida media T1/2 = 4,51 109 años, 235U, ... ... Diccionario enciclopédico
ZINC (lat. Zincum), Zn (léase “zinc”), elemento químico con número atómico 30, masa atómica 65,39. El zinc natural está formado por una mezcla de cinco nucleidos estables: 64Zn (48,6% en peso), 66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%), 68Zn (18,8%) y 70Zn (0,6%).… … Diccionario enciclopédico
- (cloro francés, cloro alemán, cloro inglés) un elemento del grupo de los halógenos; su signo es Cl; peso atómico 35,451 [Según el cálculo de Clarke de los datos de Stas.] en O = 16; Partícula de Cl 2, que coincide bien con sus densidades encontradas por Bunsen y Regnault en relación con... ... Diccionario enciclopédico F.A. Brockhaus y I.A. Efrón
El elemento, en estado gaseoso, es el componente principal del aire (ver); su presencia en el aire fue indicada de manera bastante definitiva en 1772 por Rutherford; finalmente fue establecido mediante los experimentos de Priestley, Scheele, Cavendish y Lavoisier. Cavendish... ... Diccionario enciclopédico F.A. Brockhaus y I.A. Efrón Wikipedia
- (del griego, de borax borax). Un cuerpo simple, obtenido por primera vez mediante galvanoplastia por Davy en 1807: obtenido a partir de bórax, en forma de un polvo oscuro y pesado o en forma de cristales transparentes. Diccionario de palabras extranjeras incluidas en el idioma ruso.... ... Diccionario de palabras extranjeras de la lengua rusa.
BOR (latín Borum), B, elemento químico del grupo III de la forma corta (grupo 13 de la forma larga) de la tabla periódica, número atómico 5, masa atómica 10,811; no metal Hay dos isótopos estables en la naturaleza: 10 V (19,9%) y 11 V (80,1%); Se obtuvieron artificialmente isótopos con números de masa del 7 al 19.
Antecedentes históricos. Los compuestos naturales de boro, principalmente bórax, se conocen desde la Alta Edad Media. El bórax, o tinkal, se importó a Europa desde el Tíbet y se utilizó para forjar metales, principalmente oro y plata. El nombre del elemento proviene del nombre árabe bórax buraq (burak) y del latín tardío bórax (bórax). El boro fue descubierto en 1808: J. Gay-Lussac y L. Thénard aislaron el elemento del óxido B 2 O 3 calentándolo con potasio metálico, G. Davy, mediante electrólisis de B 2 O 3 fundido.
Prevalencia en la naturaleza. El contenido de boro en la corteza terrestre es del 5,10 -3% en masa. No se encuentra en forma libre. Los minerales más importantes: bórax Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, corenita Na 2 B 4 O 7 -4H 2 O, colemanita Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O, etc. El boro se concentra en forma de boratos de potasio. y elementos alcalinotérreos en rocas sedimentarias (ver boratos naturales, minerales de boro).
Propiedades. La configuración de la capa electrónica externa del átomo de boro es 2s 2 2p 1; estado de oxidación +3, raramente +2; electronegatividad de Pauling 2,04; radio atómico 97 pm, radio iónico B 3+ 24 pm (número de coordinación 4), radio covalente 88 pm. Energía de ionización B 0 → B + → B 2+ → B 3+ 801, 2427 y 3660 kJ/mol. El potencial del electrodo estándar del par B(OH) 3 /V 0 es -0,890 V.
El boro existe en varias modificaciones alotrópicas. A temperaturas inferiores a 800 °C se forma boro amorfo (polvo oscuro, densidad 2350 kg/m3), en el rango de 800-1000 °C - modificación α-romboédrica (cristales rojos), a 1000-1200 °C - modificación β-romboédrica modificación (oscuro con un tinte rojizo, el más estable), 1200-1500 ° C - modificaciones tetragonales. A temperaturas superiores a 1500 °C, la modificación β-romboédrica es estable. Las redes cristalinas de todos los tipos están formadas por icosaedros B12, empaquetados de forma diferente en el cristal. Para la modificación β-romboédrica: t PL 2074 °C, t KIP 3658 °C, densidad 2340 kg/m 3 (293 K), conductividad térmica 27,0 W/(m K) (300 K).
El boro es diamagnético, susceptibilidad magnética específica -0,78·10 m 3 /kg. Es un semiconductor tipo p, la banda prohibida es de 1,56 eV. La dureza del boro en la escala de Mohs es 9,3. Se caracteriza por una alta capacidad para absorber neutrones (para el isótopo 10 B, la sección transversal de captura de neutrones térmicos es 3,8·10 -25 m 2).
El boro es químicamente inerte. Reacciona con el oxígeno a temperaturas superiores a 700 °C, formando óxido vítreo B 2 O 3. A temperaturas superiores a 1200 °C, el boro reacciona con N 2 y NH 3, formando nitruro de boro BN. Forma fosfuros y arseniuros, que son semiconductores de alta temperatura, con P y As a temperaturas superiores a 700 °C. A temperaturas superiores a 2000 °C, el boro reacciona con el carbono para formar carburos de boro. Con halógenos en temperaturas elevadas forma trihaluros volátiles que se hidrolizan fácilmente y son propensos a la formación de complejos tipo H; el boro no interactúa con hidrógeno, agua, ácidos y soluciones alcalinas; El HNO 3 concentrado y el agua regia oxidan el boro a ácido ortobórico H 3 VO 3. La fusión de boro con álcalis en presencia de un agente oxidante conduce a la producción de boratos. con metales en altas temperaturas forma boruros. Por la acción de los ácidos sobre los boruros se pueden obtener borohidruros, que se caracterizan por reacciones de adición con formación de borohidruros metálicos. Para obtener información sobre compuestos de boro organoelementales, consulte el artículo Compuestos de organoboro.
El boro es un microelemento; su contenido en los tejidos de plantas y animales es del 10-10-4%. El boro participa en el metabolismo de los carbohidratos y fosfatos. El consumo humano de alimentos ricos en boro provoca alteraciones en el metabolismo de los carbohidratos y las proteínas, lo que conduce a enfermedades gastrointestinales. El boro es un elemento biogénico necesario para la vida vegetal. Cuando existe una deficiencia o exceso de boro en los tejidos vegetales, generalmente asociado a una deficiencia o exceso del elemento en el suelo, se producen cambios morfológicos y enfermedades de las plantas (gigantismo, enanismo, alteración de los puntos de crecimiento, etc.). Pequeñas cantidades de boro aumentan drásticamente el rendimiento de muchos cultivos (ver Microfertilizantes).
. Presente en el agua de lagos (especialmente los amargos) y mares. El contenido de boro en la corteza terrestre es de 1,10–3% en masa (lugar 28), en el agua del océano de 4,41,10–4% (4,4 mg/l).. En la industria, el boro se obtiene a partir de boratos naturales: la colemanita y la inioita se procesan mediante el método alcalino para liberar boro en forma de bórax, la boracita se procesa mediante el método ácido para formar ácido ortobórico, que se convierte en B 2 O 3 en una temperatura de unos 235°C. El boro amorfo se obtiene mediante reducción de bórax o B 2 O 3 con metales activos (Mg, Na, Ca, etc.), así como mediante electrólisis de Na o K fundido. El boro cristalino se obtiene mediante reducción de BCl 3 o. Haluros de BF 3 con hidrógeno, descomposición de haluros e hidruros de boro (principalmente B 2 H 6) a una temperatura de 1000-1500 ° C o cristalización de boro amorfo.
Solicitud. El boro se utiliza como componente de aleaciones resistentes a la corrosión y al calor, por ejemplo el ferroboro, una aleación de Fe con 10-20% de B, materiales compuestos (plásticos de boro). Una pequeña adición de boro (una fracción de porcentaje) aumenta significativamente las propiedades mecánicas del acero y las aleaciones de metales no ferrosos. El boro se utiliza para saturar la superficie de los productos de acero (boruración) con el fin de mejorar las propiedades mecánicas y de corrosión. El boro se utiliza como semiconductor para la fabricación de termistores. Alrededor del 50% de los compuestos de boro artificiales y naturales resultantes se utilizan en la producción de vidrio y hasta un 30% en la producción de detergentes. Muchos boruros se utilizan como materiales cortantes y abrasivos. El ferroimán Nd 2 Fe 14 V se utiliza para la fabricación de potentes imanes permanentes, la aleación ferromagnética Co-Pt-Cr-B se utiliza como medio de grabación en los medios de almacenamiento de información modernos. El boro y sus aleaciones son absorbentes de neutrones en la producción de barras de control para reactores nucleares.
Lit.: Boro, sus compuestos y aleaciones. K., 1960; Golikova O., Samatov S. Boro y sus compuestos semiconductores. Tash., 1982; Química del boro en el milenio / Ed. RW King. Amst.; Оxf., 1999.
A. A. Eliseev, Yu. D. Tretyakov.
El boro es un elemento del subgrupo principal del tercer grupo, segundo período. tabla periódica de elementos químicos, con número atómico 5. Denotado por el símbolo B (lat. Borium). En estado libre, el boro es una sustancia amorfa oscura, cristalina, gris o roja, incolora. Se conocen más de 10 modificaciones alotrópicas del boro, cuya formación y transiciones mutuas están determinadas por la temperatura a la que se obtuvo el boro.
Historia y origen del nombre.
Fue obtenido por primera vez en 1808 por los físicos franceses J. Gay-Lussac y L. Thénard calentando anhídrido bórico B 2 O 3 con potasio metálico. Unos meses más tarde, H. Davy obtuvo boro mediante electrólisis de B 2 O 3 fundido.
Estar en la naturaleza
El contenido medio de boro en la corteza terrestre es de 4 g/t. A pesar de ello, se conocen alrededor de 100 minerales de boro; casi nunca se encuentra en minerales "extraños". Esto se explica principalmente por el hecho de que los aniones de boro complejos (es decir, en esta forma se encuentran en la mayoría de los minerales) no tienen análogos suficientemente comunes. En casi todos los minerales, el boro está asociado con el oxígeno y el grupo de compuestos que contienen flúor es muy pequeño. El boro elemental no se encuentra en la naturaleza. Se presenta en muchos compuestos y está ampliamente distribuido, especialmente en bajas concentraciones; en forma de borosilicatos y boratos, además de como impureza isomorfa en minerales, forma parte de muchas rocas ígneas y sedimentarias. El boro se encuentra en el petróleo y en las aguas marinas (en agua de mar 4,6 mg/l), en las aguas de lagos salados, fuentes termales y volcanes de lodo.
Las principales formas minerales de boro:
Borosilicatos: datolita CaBSiO 4 OH, danburita CaB 2 Si 2 O 8
Boratos: bórax Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, asharita MgBO 2 (OH), hidroboracita (Ca, Mg) B 2 O 11 6H 2 O, inioit Ca 2 B 6 O 11 13H 2 O, calibrita KMg 2 B 11 O199H2O.
También existen varios tipos de depósitos de boro:
1. Depósitos de boratos en skarns de magnesio:
- minerales de ludwigita y ludwigita-magnetita;
- minerales de kotoita en mármoles de dolomita y calcifiros;
- minerales de asharita y asharita-magnetita.
2. Depósitos de borosilicatos en skarns calcáreos (minerales de datolita y danburita);
3. Depósitos de borosilicatos en greisens, cuarcitas secundarias y vetas hidrotermales (concentraciones de turmalina);
4. Volcanogénico-sedimentario:
- minerales de boro depositados a partir de productos de actividad volcánica;
- minerales de borato redepositados en sedimentos lacustres;
- minerales de borato sedimentarios enterrados.
5. Depósitos halógeno-sedimentarios:
- depósitos de boratos en depósitos de halógenos;
- depósitos de borato en la capa de yeso encima de los domos de sal.
Propiedades físicas
Una sustancia extremadamente dura (solo superada por el diamante, el nitruro de carbono, el nitruro de boro (borazon), el carburo de boro, la aleación de boro-carbono-silicio y el carburo de escandio-titanio). Tiene propiedades de fragilidad y semiconductoras (semiconductor de amplio espacio).
En la naturaleza, el boro se encuentra en forma de dos isótopos 10 B (20%) y 11 B (80%).
10 V tiene una sección transversal de absorción muy alta para los neutrones térmicos, por lo que 10 V en ácido bórico se utilizan en reactores nucleares para controlar la reactividad.
Propiedades químicas
En muchas propiedades físicas y químicas, el boro no metálico se parece al silicio.
Químicamente, el boro es bastante inerte y a temperatura ambiente interactúa sólo con el flúor. Cuando se calienta, el boro reacciona con otros halógenos para formar trihaluros, con nitrógeno forma nitruro de boro BN, con fósforo - fosfuro BP, con carbono - carburos de diversas composiciones (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2). Cuando se calienta en una atmósfera de oxígeno o en el aire, el boro se quema con una gran liberación de calor y se forma el óxido B 2 O 3.
El boro no interactúa directamente con el hidrógeno, aunque se conoce una cantidad bastante grande de borohidruros (boranos) de diversas composiciones, obtenidos tratando con ácido boruros de metales alcalinos o alcalinotérreos.
Cuando se calienta fuertemente, el boro exhibe propiedades reconstituyentes. Es capaz, por ejemplo, de reducir el silicio o el fósforo de sus óxidos. Esta propiedad del boro puede explicarse por la muy alta resistencia de los enlaces químicos del óxido de boro B 2 O 3.
En ausencia de agentes oxidantes, el boro es resistente a las soluciones alcalinas. En los ácidos nítrico y sulfúrico calientes y en el agua regia, el boro se disuelve para formar ácido bórico H 3 VO 3.
El óxido de boro B 2 O 3 es un óxido ácido típico. Reacciona con el agua para formar ácido bórico.
Cuando el ácido bórico interactúa con los álcalis, las sales no se forman a partir del ácido bórico en sí: boratos (que contienen el anión BO 3 3-), sino tetraboratos.
papel biológico
El boro es un microelemento importante necesario para el funcionamiento normal de las plantas. La falta de boro frena su desarrollo y provoca diversas enfermedades en las plantas cultivadas. Esto se basa en alteraciones de los procesos oxidativos y energéticos en los tejidos y una disminución en la biosíntesis de sustancias esenciales. Cuando hay deficiencia de boro en el suelo, en la agricultura se utilizan microfertilizantes de boro (ácido bórico, bórax y otros) para aumentar el rendimiento, mejorar la calidad del producto y prevenir una serie de enfermedades de las plantas.
El papel del boro en los animales no está claro. El tejido muscular humano contiene (0,33-1)×10 -4% de boro, el tejido óseo (1,1-3,3)×10 -4% y la sangre - 0,13 mg/l. Todos los días, una persona recibe de 1 a 3 mg de boro de los alimentos. Dosis tóxica - 4 g.
Uno de los tipos raros de distrofia corneal está asociado con un gen que codifica una proteína transportadora que presumiblemente regula las concentraciones de boro intracelular.
