Bor

Bor
	beryl ← bor → węgiel
	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	10,81 ± 0,02
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
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-02]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie podanej karty charakterystyki
Uwaga
Zwroty H	H302
Zwroty P	brak zwrotów P
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	0 1 0
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

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

Charakterystyka[edytuj | edytuj kod]

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 H
3BO
3. Bor tworzy kompleksy z alkoholami polihydroksylowymi, reakcja kwasu borowego z mannitolem jest jednym ze sposobów oznaczania zawartości boru w próbce.

Odmiany alotropowe[edytuj | edytuj kod]

Bor ma liczne odmiany alotropowe:

amorficzne – brązowy proszek lub czarne szkliwo,
krystaliczne – czarne, bardzo twarde (ponad 9 w skali Mohsa) i odporne chemicznie kryształy.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

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 na neutrony, ok. 75 000 fm²).

Odkrycie[edytuj | edytuj kod]

Czysty bor wyizolowało w 1808 jednocześnie trzech chemików: Humphry Davy (przez elektrolizę kwasu borowego), Joseph Louis Gay-Lussac i Louis Jacques Thénard (w reakcji potasu z tlenkiem boru B
2O
3)^[4].

Występowanie[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

Z tym tematem związana jest kategoria: związki boru.

Chemia nieorganiczna boru bywa określana jako najbardziej złożona spośród wszystkich pierwiastków^[5]. Najczęściej przyjmuje on stopień utlenienia III^[6]. W zdecydowanej większości związków jest on trójwiązalny, ma przy tym zdolność do tworzenia związków z wiązaniami wielocentrowymi^[5] (jednym z przykładów jest diboran, B
2H
6, zawierający trójcentrowe-dwuelektronowe wiązania B−H−B). Znana jest bardzo duża liczba jego związków, zwłaszcza borków metali, o bardzo zróżnicowanej stechiometrii, od M
5B do MB
66 (a nawet >100)^[5], które nie są zgodne ze standardowymi koncepcjami wiązania chemicznego^[7]. Przykłady tego typu związków to B
4C, FeB, Mn
4B, Pd
5B
2 i wiele innych^[5]^[7]. Atomy boru w takich związkach mogą być izolowane lub tworzyć rozmaite układy zawierające wiązania B−B: pary, łańcuchy proste, rozgałęzione i podwójne, warstwy i sieci trójwymiarowe^[8]. Znanych jest też wiele układów niestechiometrycznych o zmiennym składzie^[5].

Związki boru wykazują zróżnicowaną rozpuszczalność w wodzie^[9]. Oksoborany są w większości słabo rozpuszczalne (poza solami potasowców)^[10], jednak żaden ze związków boru nie strąca się w sposób ilościowy, co stanowi problem w oczyszczaniu ścieków^[9].

Przykładowe związki boru:

borowodorek sodu NaBH
4
borowodory, np. diboran B
2H
6
borazol (tzw. nieorganiczny benzen) B
3N
3H
6
trifluorek boru BF
3, trichlorek boru BCl
3, tribromek boru BBr
3
tlenek boru B
2O
3, kwas borowy H
3BO
3
boran trietylu BEt₃
związki boroorganiczne

Lotne związki boru barwią płomień na kolor zielony^[10]^[11].

Znaczenie biologiczne[edytuj | edytuj kod]

Bor, będąc pierwiastkiem śladowym, jest niezbędny dla roślin i zwierząt^[12]. 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 lotne, są trujące.

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

↑ Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi [10,806; 10,821]. Z uwagi na zmienność abundancji izotopów pierwiastka w naturze, wartości w nawiasach klamrowych stanowią zakres wartości względnej masy atomowej dla naturalnych źródeł tego pierwiastka. W dostępnych komercyjnie produktach mogą występować znaczne odchylenia masy atomowej od podanej, z uwagi na zmianę składu izotopowego w rezultacie nieznanego bądź niezamierzonego frakcjonowania izotopowego.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

↑ ^a ^b ^c David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-52, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
↑ Boron (nr 266620) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
↑ Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 96. OCLC 839118859.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Oxford; New York: Pergamon Press, 1984, s. 144–151. ISBN 0-08-022057-6.
↑ PradyotP. Patnaik PradyotP., Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 122–124, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).
↑ ^a ^b P. Enghag: Encyclopedia of the Elements. Technical Data - History - Processing - Applications. Wiley, 2004, s. 806. ISBN 978-3-527-30666-4.
↑ Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 782–784. ISBN 83-01-13654-5.
↑ ^a ^b Remy, Patricia, Muhr, Hervé, Plasari, Edouard, Ouerdiane, Imen. Removal of boron from wastewater by precipitation of a sparingly soluble salt. „Environmental Progress”. 24 (1), s. 105-110, 2005. DOI: 10.1002/ep.10058.
↑ ^a ^b J. Minczewski, Z. Marczenko: Chemia analityczna. T. 1: Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa. Warszawa: PWN, 2001, s. 356–357. ISBN 83-01-13499-2.
↑ C. Chambers, A.K. Holliday: Modern Inorganic Chemistry. Butterworths, 1975, s. 158.
↑ bor, [w:] EugeniuszE. Pijanowski EugeniuszE. (red.), Encyklopedia Techniki, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1978, s. 78 .

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

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).
Witold Mizerski, Piotr Bernatowicz (chemia): Tablice chemiczne. Warszawa: Adamantan, 2004. ISBN 83-7350-040-5 (opr. miękka).
Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. (pol.).

[4] Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi [10,806; 10,821]. Z uwagi na zmienność abundancji izotopów pierwiastka w naturze, wartości w nawiasach klamrowych stanowią zakres wartości względnej masy atomowej dla naturalnych źródeł tego pierwiastka. W dostępnych komercyjnie produktach mogą występować znaczne odchylenia masy atomowej od podanej, z uwagi na zmianę składu izotopowego w rezultacie nieznanego bądź niezamierzonego frakcjonowania izotopowego.

[CRC-1] David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-52, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).

[Aldrich-US-2] Boron (nr 266620) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[CIAAW-3] ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).

[IE-5] Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 96. OCLC 839118859.

[Greenwood144-6] N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Oxford; New York: Pergamon Press, 1984, s. 144–151. ISBN 0-08-022057-6.

[Patnaik122-7] PradyotP. Patnaik PradyotP., Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 122–124, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).

[Enghag-8] P. Enghag: Encyclopedia of the Elements. Technical Data - History - Processing - Applications. Wiley, 2004, s. 806. ISBN 978-3-527-30666-4.

[Bielanski782-9] Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 782–784. ISBN 83-01-13654-5.

[Remy2005-10] Remy, Patricia, Muhr, Hervé, Plasari, Edouard, Ouerdiane, Imen. Removal of boron from wastewater by precipitation of a sparingly soluble salt. „Environmental Progress”. 24 (1), s. 105-110, 2005. DOI: 10.1002/ep.10058.

[M&M-11] J. Minczewski, Z. Marczenko: Chemia analityczna. T. 1: Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa. Warszawa: PWN, 2001, s. 356–357. ISBN 83-01-13499-2.

[Chambers-12] C. Chambers, A.K. Holliday: Modern Inorganic Chemistry. Butterworths, 1975, s. 158.

[13] bor, [w:] EugeniuszE. Pijanowski EugeniuszE. (red.), Encyklopedia Techniki, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1978, s. 78 .

[14] Alternatywnie do skandowców zalicza się często nie lutet i lorens, lecz lantan, aktyn oraz hipotetyczny unbiun.

[15] Budowa 8. okresu jest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.

[3]

[a]

[1]

[2]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[i]

[ii]