Boor (element)

5

berillium ← boor → koolstof

-
↑
B
↓
Al

Periodieke tabel

Algemeen

Naam, simbool, getal

boor, B, 5

Chemiese reeks

metalloïede

Groep, periode, blok

13, 2, p

Atoommassa

10,81 g/mol

Elektronkonfigurasie

[He]2s²2p¹

Elektrone per skil

2, 3

CAS-registernommer

7440-42-8

Fisiese eienskappe

2349 K
(2 076 °C)

4 200 K
(3 927 °C)

(0 °C, 101.325 kPa)
2,08 g/L

Voorkoms

Atoomeienskappe

Oksidasietoestande

3, 2, 1, −1, −5 (effe suur)

Ionisasie-energieë

1ste: 800,6 kJ/mol

2de: 2 427,1 kJ/mol

3de: 3 659,7 kJ/mol

90 pm

84 pm

192 pm

romboëderies

489,7 kJ/mol

50,2 kJ/mol

16 200 m/s

2,04 (Skaal van Pauling)

Warmtekapasiteit

(25 °C) 1 026 J/(mol·K)

Termiese geleidingsvermoë

(300 K) 27,4 W/(m·K)

Geskiedenis

Ontdek

30 Junie 1808

Ontdek deur

Joseph Louis
Gay-Lussacand,
Louis Jacques Thénard

Vernaamste isotope

Isotope van boor
iso	NV	halfleeftyd	VM	VE (MeV)	VP
¹⁰B	20%	B is stabiel met 5^[1] neutrone
¹¹B	80%	B is stabiel met 6^[1] neutrone

Portaal

Chemie

Boor (Latyn:Borium), is die chemiese element in die periodieke tabel met die simbool B en atoomgetal van 5.

Boor (element)

Dit is 'n trivalente metalloïede element. Boor kom in oorvloed in die erts genaamd boraks voor. Daar bestaan twee allotrope van boor; amorfe boor is 'n bruin poeier, maar kristallyne boor is swart. Die kristallyne vorm is hard (9.3 op die Moh skaal) en 'n swak geleier van elektrisiteit by kamertemperatuur. Dit kom nie in die suiwer vorm in die natuur voor nie.

Kenmerkende eienskappe

Boor is 'n elektron-arme element met 'n vakante p-orbitaal. Verbindings van boor gedra hulle dikwels as Lewissure, wat geredelik verbind met elektron-ryke stowwe in 'n poging om boor se dors vir elektrone te les.

Optiese eienskappe van die element sluit in die deursigtigheid tot infrarooi lig. By standaardtemperatuur is boor 'n swak geleier van elektrisiteit maar by hoë temperature is dit 'n goeie geleier.

Boor het die hoogste breekkrag van enige bekende element.

Verbindings

Boornitried kan gebruik word om materiale te maak wat net so hard as diamant is. Die nitried tree ook op as 'n elektriese isoleerder maar sy warmtegeleidingsvermoë is soortgelyk aan metale. Die element het ook smeringseienskappe wat soortgelyk is aan grafiet. Boor is soortgelyk aan koolstof ten opsigte van sy vermoë om stabiele kovalentverbinde molekulêre netwerke te vorm.

Sien ook: Kategorie:Verbindings van boor

Aanwendings

Die ekonomies-belangrikste verbinding van boor is natriumtetraboraatdekahidraat Na₂B₄O₇ · 10H₂O, oftewel boraks, wat in grootmaat gebruik word in die vervaardiging van isolerende veselglas en natriumperboraat bleikmiddel. Ander gebruike sluit in:

Vanweë sy kenmerkende groen kleur, word amorfe boor gebruik vir vuurwerke.^[2]
Boorsuur is 'n belangrike stof wat in die tekstielnywerheid gebruik word.
Verbindings van boor vind uitgebreide aanwending in organiese sintese en in die vervaardiging van glas van boorsilikaat.
Sekere verbindings word gebruik as houtpreserveermiddels en is besonder aantreklik in hierdie verband as gevolg van hul lae giftigheid.
Boor-10 word gebruik om te help met die beheer van kernreaktore, as 'n skild teen straling en as neutronverklikker.
Boorfilamente is hoë sterkte, liggewig materiale wat hoofsaaklik gebruik word vir gevorderde lugvaart- en ruimtevaartstrukture.

Boorverbindings word oorweeg vir gebruik in 'n wye reeks aanwendings insluitende as komponente in suiker-deurlaatbare membrane, koolhidraatsensors en biovervoegings. Medisinale gebruike wat ondersoek word sluit in boor-neutronvangsterapie en boormedisynetoediening. Daar is boorverbindings wat belowend lyk vir die behandeling van artritis.

Hidriede van boor word geredelik geoksideer en stel aansienlike hoeveelhede energie vry. Hulle word daarom bestudeer vir moontlike gebruik as vuurpylbrandstof. Hidriede soos natriumboorhidried en litiumboorhidried word as reagense in die organiese chemie gebruik.

Geskiedenis

Verbindings van boor (Arabies Buraq, Persies Burah) was vir duisende jare bekend gewees. In vroeë Egipte het mumifisering staatgemaak op die erts bekend as natron, wat borate bevat het sowel as ander algemene soute. Boraksglase is in China gebruik sedert die jaar 300, en boorverbindings is ook gebruik in glasvervaarding in antieke Rome.

Die element is eers in 1808 geïsoleer deur Sir Humphry Davy, Gay-Lussac en L.J.Thenard, tot 'n 50% suiwerheid. Die persone kon egter nie die stof as 'n element erken nie. Dit was Jöns Jacob Berzelius wat boor in 1824 as 'n element geïdentifiseer het. Die eerste suiwer boor is in 1909 deur die Amerikaanse chemikus W. Weintraub geproduseer.

Voorkoms

Die Verenigde State en Turkye is die wêreld se grootste produsente van boor. Boor kom nie in elementale vorm in die natuur voor nie maar in kombinasie in boraks, boorsuur, kolemaniet, kerniet, uleksiet en borate. Boorsuur word soms in vulkaniese fonteinwaters gevind. Uleksiet is 'n boraatmineraal wat natuurlike veseloptiese eienskappe het.

Ekonomies belangrike bronne van die erts rasoriet (kerniet) en tincal (borakserts) kom beide in die Mojavewoestyn in Kalifornië voor (met borakserts die belangrikste bron daar). Uitgebreide boraksneerslae word ook in Turkye gevind.

Suiwer elementale boor is nie maklik om voor te berei nie. Die vroegste metode wat gebruik is, het die reduksie van booroksied met metale soos magnesium of aluminium behels. Die produk sodoende voorberei is egter amper altyd met metaalboriede besoedel. Suiwer boor kan slegs voorberei word deur vlugtige boorhalogeniede met waterstof te reageer teen hoë temperature.

In 1997 het kristallyne boor (99% suiwer) ongeveer VS$ 5 per gram gekos en amorfe boor ongeveer VS$ 2 per gram.

Isotope

Boor het twee stabiele isotope wat natuurlik voorkom, B-11 (80.1%) en B-10 (19.9%).

Die massaverskil lei tot 'n wye verskil δB-11 waardes in natuurlike waters, wat wissel van -16 tot +59. Isotoopfraksionering van boor word beheer deur die uitruilreaksies van die boorspesie B(O H)₃ en B(OH)₄. Boorisotope word ook gefraksioneer tydens mineraalkristallisasie, tydens H₂O faseverandering in hidrotermiese stelsels en tydens hidrotermiese verandering van rots. Die laaste effek (spesievoorkeurverwydering van die ¹¹B(OH)₃ ioon op kleie wat lei tot oplossings verryk in ¹¹B(OH)₃) mag verantwoordelik wees vir die groot ¹¹B-verryking in seewater relatief tot die oseaniese kors en die kontinentale kors.

Voorsorgmaatreëls

Elementale boor en borate is nie-toksies en daarom word geen spesiale voorsorgmaatreëls vereis tydens hantering nie. Sommige meer eksotiese boorwaterstofverbindings is egter toksies en vereis versigtige hantering.

Verwysings

Los Alamos National Laboratory – Boron

↑ ^1,0 ^1,1 "Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements" (in Engels). National Institute of Standards and Technology. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 21 April 2020. Besoek op 21 September 2008.
↑ "Boron in fireworks". Borates today.