Bor (B)

Bor w układzie okresowym

Pierwiastek leży w drugim okresie, czyli w drugim poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 2 powłokach. Znajduje się w 13 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Glin, Gal, Ind, Tal, Nihon — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Bor jest ciałem stałym (topnieje w 2076 °C, wrze w 3927 °C).

Bor — co to za pierwiastek

Dodany do szkła daje pyreks, który nie pęka od gorąca; w reaktorach pochłania neutrony.

Właściwości pierwiastka Bor

Bor to półmetal, czyli pierwiastek o cechach pośrednich między metalami a niemetalami. Czysty występuje w dwóch postaciach: jako brunatny bezpostaciowy proszek i jako czarne, błyszczące kryształy, które są niemal tak twarde jak diament. Topi się dopiero w 2076 stopniach Celsjusza, wrze w 3927, a jego gęstość wynosi 2,34 grama na centymetr sześcienny, więc jest lekki jak na tak wytrzymały materiał. Prąd przewodzi słabo, ale coraz lepiej w miarę ogrzewania, co jest zachowaniem typowym dla półprzewodników, a nie dla metali. W temperaturze pokojowej jest mało aktywny: nie reaguje z wodą ani z powietrzem. Dopiero silnie ogrzany łączy się z tlenem, azotem i chlorowcami. Ma trzy elektrony walencyjne i oddaje je wszystkie, tworząc wyłącznie połączenia na III stopniu utlenienia.

Zastosowanie pierwiastka Bor

Największą część boru zużywa przemysł szklarski. Dodatek tlenku boru do stopu daje szkło borokrzemianowe, znane pod nazwą handlową pyrex: rozszerza się ono przy ogrzewaniu tak nieznacznie, że naczynie nie pęka, gdy wleje się do niego wrzątek. Z takiego szkła robi się kolby laboratoryjne, formy do pieczenia, ampułki na leki i wzierniki pieców. Boraks i nadboran sodu trafiają do proszków do prania jako wybielacze działające tlenem oraz do zmiękczaczy wody. Rolnictwo używa boru w nawozach mikroelementowych, bo rzepak, buraki i drzewa owocowe bez niego słabo zawiązują nasiona i owoce. W energetyce jądrowej bor pochłania neutrony, więc wchodzi w skład prętów sterujących, a jego związki rozpuszcza się w wodzie chłodzącej reaktor, żeby regulować szybkość reakcji. Węglik boru służy jako materiał ścierny i wkład do kamizelek kuloodpornych, azotek boru jako smar odporny na wysoką temperaturę, a włókna borowe wzmacniają kompozyty lotnicze. Bor jest też składnikiem najsilniejszych magnesów neodymowych, które siedzą w słuchawkach, dyskach i silnikach elektrycznych.

Bor — najważniejsze związki chemiczne

Kwas borowy H₃BO₃ to biała, łuskowata substancja o bardzo słabych właściwościach kwasowych; używa się go jako środka odkażającego i trutki na karaluchy. Boraks, czyli czteroboran sodu Na₂B₄O₇ z wodą krystalizacyjną, jest surowcem do produkcji szkła, emalii i topników do lutowania. Tlenek boru B₂O₃ powstaje z kwasu borowego po ogrzaniu i to on jest właściwym składnikiem szkła żaroodpornego. Węglik boru B₄C należy do najtwardszych znanych materiałów. Azotek boru BN występuje w odmianie warstwowej, miękkiej i śliskiej jak grafit, oraz w odmianie twardej, przypominającej budową diament. Diboran B₂H₆ jest lotnym wodorkiem, który zapala się sam w powietrzu.

Bor — gdzie go spotykasz

• szkło żaroodporne
• proszki do prania
• reaktory
• nawozy

Bor w szkole — co trzeba wiedzieć

Bor stoi w 13 grupie i 2 okresie, należy do bloku p, a jego konfiguracja to [He] 2s² 2p¹. Trzy elektrony walencyjne oznaczają wartościowość III i jedyny stopień utlenienia +3 — tu nie ma czego wybierać, co ułatwia pisanie wzorów: B₂O₃, BCl₃, BN. Najczęstszy błąd to zaliczanie boru do metali, bo w grupie 13 sąsiaduje z glinem. Bor jest półmetalem i jako jedyny w swojej grupie nie ma charakteru metalicznego. Drugi błąd to mylenie symbolu B z Be, czyli berylem. Warto też zapamiętać, dlaczego masa atomowa 10,81 nie wypada blisko liczby całkowitej: naturalny bor jest mieszaniną dwóch izotopów, boru-10 i boru-11, z przewagą tego cięższego. Rodzicom przypominamy, że kwas borowy z domowej apteczki jest szkodliwy po połknięciu, zwłaszcza dla małych dzieci.

Bor — historia odkrycia

Boraks znano na Wschodzie od wieków i sprowadzano go do Europy jako topnik dla złotników, ale nikt nie podejrzewał, że kryje w sobie nowy pierwiastek. W 1808 roku niemal jednocześnie wyodrębnili go Humphry Davy w Londynie oraz Joseph Louis Gay-Lussac i Louis Jacques Thénard w Paryżu. Francuzi ogrzewali tlenek boru z potasem, Davy prowadził elektrolizę stopionego kwasu borowego. Wszyscy trzej otrzymali produkt mocno zanieczyszczony, a naprawdę czysty bor udało się uzyskać dopiero na początku XX wieku. Nazwa pochodzi od arabskiego słowa buraq, oznaczającego boraks, a łacińska nazwa pierwiastka brzmi borum.

Bor — skąd wzięła się nazwa

arab. buraq — boraks

Bor — izotopy

bor-10 i bor-11

Bor — bezpieczeństwo

Kwas borowy szkodliwy przy spożyciu, zwłaszcza dla dzieci.

Ciekawostki o pierwiastku Bor

• Borowe włókna są sztywniejsze od stali przy ułamku masy.
• Zwierciadła dużych teleskopów odlewa się ze szkła borokrzemianowego, bo nie zmienia ono kształtu, gdy w ciągu nocy temperatura kopuły spada o kilkanaście stopni.
• Związki boru barwią płomień palnika na jasną zieleń, co jest prostym sposobem wykrycia ich w laboratorium.
• Zdolność boru-10 do pochłaniania neutronów wykorzystuje się w eksperymentalnej terapii guzów mózgu: neutrony niszczą tylko te komórki, które wcześniej nasycono borem.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Bor