Бор


Борхимический элемент с символом  В и атомным номером  5. В кристаллической форме это хрупкий, темный, блестящий металлоид ; в аморфном виде представляет собой коричневый порошок. Как самый легкий элемент группы бора, он имеет три валентных электрона для образования ковалентных связей , что приводит к образованию многих соединений, таких как борная кислота , минеральный борат натрия и сверхтвердый кристаллический карбид бора .

Бор полностью синтезируется расщеплением космических лучей и сверхновыми , а не звездным нуклеосинтезом , поэтому он является элементом с низким содержанием в Солнечной системе и в земной коре . [12] Он составляет около 0,001 процента по весу земной коры. [13] Он концентрируется на Земле из-за растворимости в воде его более распространенных природных соединений, боратных минералов . Они добываются в промышленных масштабах в виде эвапоритов , таких как бура и кернит . Крупнейшие известные месторождения находятся в Турции , крупнейшем производителе минералов бора.

Элементарный бор представляет собой металлоид , который в небольших количествах содержится в метеороидах , но химически несвязанный бор не встречается в природе на Земле. В промышленности очень чистый элемент производится с трудом из-за загрязнения углеродом или другими элементами, которые сопротивляются удалению. [ Править ] Существует несколько аллотропов : аморфный бор представляет собой коричневый порошок; кристаллический бор имеет цвет от серебристого до черного, чрезвычайно твердый (около 9,5 по шкале Мооса ) и плохой электрический проводник при комнатной температуре. Основное использование самого элемента - это борные нити с приложениями, аналогичнымиуглеродные волокна в некоторых высокопрочных материалах.

Бор в основном используется в химических соединениях. Около половины всей продукции, потребляемой в мире, приходится на добавку стекловолокна для изоляционных и конструкционных материалов. Следующее ведущее применение — полимеры и керамика , высокопрочные, легкие конструкционные и термостойкие материалы. Боросиликатное стекло желательно из-за его большей прочности и устойчивости к тепловому удару, чем обычное известково-натриевое стекло. Как перборат натрия , он используется в качестве отбеливателя . Небольшое количество используется в качестве легирующей примеси в полупроводниках и промежуточных реагентов в синтезе органических тонких химикатов.. Некоторые борсодержащие органические фармацевтические препараты используются или находятся в стадии изучения. Природный бор состоит из двух стабильных изотопов, один из которых ( бор-10 ) имеет ряд применений в качестве агента, улавливающего нейтроны.

Пересечение бора с биологией очень мало. Единого мнения о том, что это необходимо для жизни млекопитающих, нет. Бораты малотоксичны для млекопитающих (аналогично поваренной соли ), но более токсичны для членистоногих и иногда используются в качестве инсектицидов . Известны борсодержащие органические антибиотики. Хотя требуются только следы, это важное питательное вещество для растений.

Слово бор произошло от буры , минерала, из которого он был выделен, по аналогии с углеродом , на который бор похож химически.


Сассолите
Кусочки бора
Шарикостержневая модель тетраборат-аниона, [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2- , как это происходит в кристаллической буре, Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ]·8H 2 O. Атомы бора розовый, с мостиковым атомом кислорода красным и четырьмя гидроксильными атомами водорода белым. Обратите внимание, что два бора связаны тригонально sp 2 без формального заряда, в то время как два других бора связаны тетраэдрически sp 3 , каждый из которых несет формальный заряд -1. Степень окисления всех боров III. Эта смесь координационных чисел бора и формальных зарядов характерна для природных минералов бора.
Структура трифторида бора (III) , показывающая «пустую» p-орбиталь бора в координатных ковалентных связях пи-типа.
Шарикостержневые модели , показывающие структуры борных скелетов борановых кластеров . Структуры могут быть объяснены теорией полиэдрических скелетных электронных пар . [40]
Шаростержневая модель сверхпроводника диборида магния. Атомы бора лежат в гексагональных ароматических графитоподобных слоях с зарядом -1 на каждом атоме бора. Ионы магния(II) лежат между слоями
Нейтронное сечение бора (верхняя кривая для 10 B, нижняя кривая для 11 B)
Фрагмент улексита
Кристаллы буры
Боросиликатная посуда. Выставлены два стакана и пробирка.
Элементарная ячейка B 4 C. Зеленая сфера и икосаэдры состоят из атомов бора, а черные сферы - из атомов углерода. [88]
Воспроизвести медиа
Запуск ракеты Apollo 15 Saturn V с использованием триэтилборанового воспламенителя
Токсичность бора в листьях розы.