Bor

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: inne znaczenia słowa „bor”. Pierwiastka bor (l.a. 5) nie należy mylić z pierwiastkiem bohr (l.a. 107).
Bor
beryl ← bor → węgiel
Wygląd
czarny błyszczący (krystaliczny)
brązowy (amorficzny)
Bor
Widmo emisyjne boru
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 10,806–10,821 u[3][a]
Stan skupienia stały
Gęstość 2340 kg/m³[1]
Temperatura topnienia 2075 °C[1]
Temperatura wrzenia 4000 °C[1]
Numer CAS 7440-42-8
PubChem 5462311[4]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

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

Charakterystyka[edytuj]

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 H3BO3. Bor tworzy kompleksy z alkoholami polihydroksylowymi, reakcja kwasu borowego z mannitolem jest jednym ze sposobów oznaczania zawartości boru w próbce.

Odmiany alotropowe[edytuj]

Bor posiada dwie odmiany alotropowe:

Zastosowanie[edytuj]

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]

Czysty bor wyizolowało w 1808 jednocześnie trzech chemików: Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac i Louis Jacques Thénard.

Występowanie[edytuj]

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]

 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
2
H
6
, zawierający trójcentrowe-dwuelektronowe wiązania B−H−B). Znana jest bardzo duża liczba jego związków, zwłaszcza borków metali, o bardzo zróżnicowanej stechiometrii, od M
5
B
do MB
66
(a nawet >100)[5], które nie są zgodne ze standardowymi koncepcjami wiązania chemicznego[7]. Przykłady tego typu związków to B
4
C, FeB, Mn
4
B, Pd
5
B
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:

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

Znaczenie biologiczne[edytuj]

Bor, będąc pierwiastkiem śladowym, jest niezbędny dla roślin i zwierząt. 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

  1. Z uwagi na zmienność abundancji izotopów pierwiastka w naturze, podany został zakres wartości 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

  1. a b c CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-52, ISBN 9781420090840.
  2. Bor (nr 266620) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02].
  3. publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać Juris Meija i inni, Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 88 (3), 2016, s. 265–291, DOI10.1515/pac-2015-0305.
  4. Bor (CID: 5462311) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  5. 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.
  6. Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 122–124, ISBN 0070494398.
  7. a b P. Enghag: Encyclopedia of the Elements. Technical Data - History - Processing - Applications. Wiley, 2004, s. 806. ISBN 9783527306664.
  8. Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 782–784. ISBN 83-01-13654-5.
  9. a b publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać 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. 
  10. 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.
  11. C. Chambers, A.K. Holliday: Modern Inorganic Chemistry. Butterworths, 1975, s. 158.

Bibliografia[edytuj]

  1. 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).
  2. Witold Mizerski, Piotr Bernatowicz (chemia): Tablice chemiczne. Warszawa: Adamantan, 2004. ​ISBN 83-7350-040-5​ (opr. miękka).
  3. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 8311067236. (pol.)