Bor (element)
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
 |
|
|
||||
| Proprietăţi generale | ||||
|---|---|---|---|---|
| Nume, Simbol, Număr atomic | Bor, B, 11 | |||
| Grupă, Perioada, Bloc | ||||
| Masă atomică | 10,81uam | |||
| Configuraţie electronică | [He] 2s22p1 | |||
| e- pe nivel de energie | 2, 2,1 | |||
| Proprietăţi fizice | ||||
| Stare de agregare | Solid | |||
| Densitate | 2,34g/cm³ | |||
| Punct de topire | 2300oC | |||
| Punct de fierbere | 2550oC | |||
| Proprietăţi atomice | ||||
| Electronegativitate | 2,0 | |||
Borul este un element chimic care ocupă poziţia a 5-a în tabelul periodic al elementelor.
Cuprins |
[modifică] Caracterizare generală
Borul fost descoperit de Humphrey Davey, J. L. Guy-Lussac şi L. Y. Thernard în anul 1808; fiind primul element al grupei a XIII-a, are configuraţie electronică 1s2 2s2 2p1 şi 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 proprietăţi refractare, iar cărbunele de bor are o stabilitate chimică foarte mare, fiind dur şi refractar, formează numai combinaţii covalente (XB = 2,04) în care este trivalent şi nu monovalent cum ar fi dacă se ia în considerare configuraţia 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 reţea sau hidratarea ionilor. Trivalenţa borului e o consecinţă a hibridizării sp, când energia legăturii formate cu cei trei orbitali hibrizi sp cu unghiuri între ei de 1200C o depăşeşte pe cea a formării covalenţei. Borul are număr atomic 5, masa 10,82, are doi izotopi stabili B10 (19%) şi B11 (81%) şi se găseşte în natură sub formă de combinaţii, ca şi în plante tehnice cum ar fi bumbacul.
[modifică] Borul în stare naturală
Se obţine prin două metode industriale:
- reducerea anhidridei borice cu magneziu sau sodiu;
- reducerea clorului de bor în curent de hidrogen, folosindu-se arcul electric între 1200-14000C
În stare pură se află sub formă de cristale negre, cenuşii şi există în două modificaţii aleotropice: cristalizat (Á = 2,54) şi amorf (Á = 2,45) Borul este indiferent faţă de apă şi aer, la încălzire manifestă o activitate chimică înaltă. Reacţionează cu clorul la 4000C, cu bromul la 7000C şi la peste 9000C cu azotul, iar combinându-se cu carbonul rezultă o substanţă mai tare decât diamantul; se foloseşte în fabricarea oţelurilor speciale (ferobor) a diferitelor aliaje cu wolfram, cupru şi crom. La trecerea de la aluminiu la galiu, razele atomice cresc foarte puţin comparativ cu creşterea observată în trecrea de la bor la aluminiu, în timp ce potenţialul primar de ionizare explică răspândirea în natură a borului. Se caracterizează prin deficienţa de electroni la atomul central; tendinţa de a-şi completa octetul de electroni sau de a utiliza orbitali p vacanţi se poate face astfel:
- formarea unei duble legături p-p între atomi şi o pereche de electroni neparticipanţi
- formarea legăturilor de tricentre: B2H6, Al2Cl6, Al2CH3
- complexare cu donori de electroni (legăturile de trei electroni sunt mai slabe decât cele de doi electroni)
Cu molecule sau anioni se fac complecşi în care borul are numărul de coordinaţie 4, borul nu face cationi trivalenţi, astfel nu se ştiu săruri ale borului cu oxiacizii: sulfaţi şi azotaţi. Fosfatul de bor (BPO4) nu este o sare, ci un oxid mixt covalent cu structură cristalină identică cu a cristobalitei, arsenatul de bor (BAsO4) cristalizează în reţeaua cuart.
[modifică] Răspândire în natură
Borul este puţin răspândit în scoarţa pământului (0,014%), cel mai cunoscut mineral fiind turmalina (boroaluminosilicat complex). Dintre boraţii minerali din natură amintim boraxul (Na2B4O7 • 10 H2O), kernitul (Na2B4O7 • 4 H2O), borocalcitul (CaB4O7 • 4 H2O) şi colemanitul (CaB3O4(OH)3 • 3 H2O); acidul boric B(OH)3 se formează în scoarţă prin descompunerea silicaţilor cu apă caldă, fiind exploatat în industrie.
[modifică] Cristale de bor în mănunchiuri
[modifică] Metode de obţinere
După starea lui structurală, borul cristalin în stare pură se obţine greu datorită reactivităţii mari, dar borul amorf, negru se obţine prin reducerea metalotermică a boraţilor: Na2B3O7 + 2 HCl + 5 H2O = 4 H3BO3 + 2 NaCl; 2 H3BO3 se descompune în B2O3 şi 3 H2O, în final B2O3 se descompune în 2 B + 3 MgO şi astfel se obţine bor de puritate 95-98%.
