Bór

Z Wikipédie

Bór (lat. borum) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku B a protónové číslo 5.

Vlastnosti
Be - Bór - C

B
Al  
 
 
[He]2s22p1
6
5.
B
Všeobecné
Názov, značka, protónové číslo Bór, B, 5.
Séria polokovy
Skupina, perióda, blok 13 (IIIA), 2, p
Vzhľad čierny
Atómové
Atómová hmotnosť 10,811 amu
Atómový polomer (vypočítaný) 85 (87) pm
Kovalentný polomer 82 pm
Van der Waalsov polomer pm
Elektrónová konfigurácia [He]2s22p1
Elektróny na energetickú hladinu 2, 3
Oxidačné stupne (Oxidy) 3 (stredne kyslý)
Elektronegativita 2,04 (Paulingova stupnica)
Výstupná energia (eV)
Kryštalická štruktúra Rhombohedral
Fyzikálne
Skupenstvo pevné
Magnetické vlastnosti nemagnetický
Hustota (tvrdosť podľa Mohsa) 2460, kg/m3 (9,3)
Teplota topenia (tavenia) 2349 K ( °C)
Teplota varu 4200 K ( °C)
Molový objem 4,39×10-6 m3/mol
Skupenské teplo vyparovania 489,7 kJ/mol
Skupenské teplo tavenia 50,2 kJ/mol
Tlak pary 0,348 Pa pri 2573 K
Rýchlosť zvuku 16200 m/s pri 20 °C
Rôzne
Merná tepelná kapacita 1026 J/(kg · K)
Elektrická vodivosť S/m
Tepelná vodivosť 27,4 W/(m · K)
1. Ionizačná energia 800,6 kJ/mol
2. Ionizačná energia 2427,1 kJ/mol
3. Ionizačná energia 3659,7 kJ/mol
4. Ionizačná energia 25025,8 kJ/mol
5. Ionizačná energia 32826,7 kJ/mol
Izotop
Izotop NA t1/2 ZM ER MeV PR
10B 19,9 % B je stabilný pri 5 neutrónoch
11B 80,1 % B je stabilný pri 6 neutrónoch
Vlastnosti NMR
29Si
Spin jadra 3/2
gamma / rad/T -8,5847×107
Citlivosť k 1H 0,133
Larmorova frekvencia pri B = T MHz
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI.
Ak nie je hore uvedené inak,
údaje sú za normálnych podmienok (NTP/STP).

[úprava] Základné fyzikálne a chemické vlastnosti

Bór patrí medzi polokovové prvky s vysokým bodom topenia aj varu. Vyskytuje sa v dvoch modifikáciách – ako amorfný alebo kovový. Kovový bór je veľmi tvrdé látka – dosahuje hodnoty 9,3 na Mohrovej stupnici tvrdosti.

Izoloval ho v roku 1808 sir Humpryom Davyom, Gay-Lusacom a L. J. Thenardom v neveľmi vysokej čistote a až v roku 1824 ho Jakob Berzelius označil za samostatný prvok.

[úprava] Výroba a výskyt v prírode

Elementárny bór možno pripraviť redukciou oxidu boritého kovovým horčíkom alebo hliníkom, ale čistý bór sa v praxi používa len minimálne. Príprava skutočne vysoko čistého bóru je náročná a zložitá procedúra.

Elementárny bór sa v prírode prakticky nevyskytuje a stretávame sa s ním iba v zlúčeninách. Najväčšie svetové náleziská surovín s obsahom bóru sú v USA, Peru, Tibete a Turecku. Zlúčeniny bóru sa v malom množstve vyskytujú aj v morskej vode ( v koncentrácii približne 5 mg/l) a v niektorých minerálnych prameňoch. Kyselina boritá sa zvyčajne nachádza v sopečných plynoch, z ktorých sa aj získava.

[úprava] Zlúčeniny a využitie

Borax
Zväčšiť
Borax
  • Asi najznámejšou a bežne v praxi najpoužívanejšou zlúčeninou bóru je borax alebo tetraboritan sodný Na2B4O7 • 10H2O. Táto zlúčenina sa používa v sklárskom priemysle. Bezvodý borax sa veľmi často používa v metalurgii, kde tavenina boraxu prekrýva roztavený kov a funguje ako ochranný prvok proti oxidácii spracúvanej zliatiny. V analytickej chémii je zmes boraxu s uhličitanom sodným univerzálnym tavidlom, používaným na rozklad geologických a ďalších ťažko rozpustných vzoriek.
  • Boridy sú zlúčeniny bóru s kovmi. Existuje široká škála boridov s rôznou stechiometriou a kryštalickou štruktúrou. Tieto zlúčeniny vykazujú často veľmi zaujímavé vlastosti. Napr. boridy zirkónu ZrB2 a titánu TiB2 majú desaťkrát vyššiu tepelnú a elektrickú vodivosť ako samotné kovy. Borid horčíka MgB2 patrí medzi veľmi perspektívne materiály z hľadiska vývoja supravodičov, fungujúcich za vysokých teplôt. Boridy fosforu a arzénu sú sľubné vysokoteplotné polovodiče.
  • Nitrid bóru je v súčasnosti spolu s diamantom považovaný za najtvrdšiu známu látku. Sú k dispozícii technologické postupy na pokrytie kovových povrchov týmto nitridom a kovoobrábajúce nástroje s týmto povlakom sú výrazne tvrdšie a dlhodobo odolnejšie. Veľmi tvrdý materiál je tiež karbid bóru B4C, používaný na výrobu brúsnych materiálov.
  • Kyselina boritá H3BO3 je pomerne slabá kyselina a vo farmácii sa spolu so svojimi soľami používa na ošetrovanie očí. Ďalšie využitie nachádzajú boritany pri príprave prostriedkov na impregnáciu dreva.
  • Zlúčeniny bóru s vodíkom sa nazývajú borány. Sú to zvyčajne veľmi reaktívne látky, ktoré slúžia na prípravu celého radu ďalších zlúčenín. Prikladom môže byť borohydrid lítny LiBH4, ktorý sa používa ako mimoriadne silné redukčné činidlo a zdroj nascentného vodíka. Najznámejším boránom je diborán B2H6, samozápalný plyn s bodom varu -92,5 °C. Vyššie borány majú za normálnych podmienok kvapalné skupenstvo a sú aj stálejšie voči hydrolytickému rozkladu.
  • Významné miesto patrí zlúčeninám bóru v sklárskom a keramickom priemysle. Tzv. borosilikátové sklá sa vyznačujú vysokou tepelnou odolnosťou a pod označením Pyrex sa používajú na výrobu chemického a kuchynského riadu. V keramike sa bór používa predovšetkým ako zložka glazúr.
  • Podobne ako berýlium nachádza bór použitie aj pri konštrukcii jadrových reaktorov a to pri výrobe neutrónových zrkadiel a moderátorových tyčí.
  • Bór a jeho zlúčeniny intenzívne sfarbujú plameň dozelena. Tento jav sa využíva na prípravu zmesí pre pyrotechnické účely a v analytickej chémii slúži ako dôkaz prítomnosti bóru v analyzovanej vzorke.
Wikimedia Commons ponúka multimediálny obsah k téme
Bór