Bor (prvek)

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Bor
Atomové číslo	5
Stabilní izotopy	10,11
Relativní atomová hmotnost	10,811 amu
Elektronová konfigurace	1s2 2s2 2p1
Skupenství	Pevné
Teplota tání	2 076 °C, (2 349 K)
Teplota varu	3 927 °C, (4 200 K)
Elektronegativita (Pauling)	2,04
Hustota	2,34 g/cm3
Hustota při teplotě tání	2,08 g/cm3
Registrační číslo CAS	7440-42-8

Bor, chemická značka B, (lat. Borum) je nejlehčím z řady prvků III. hlavní skupiny prvků v periodické tabulce prvků, svými vlastnostmi leží na hranici mezi kovy a nekovy.

[editovat] Základní fyzikálně - chemické vlastnosti

Bor patří mezi polokovové prvky s vysokým bodem tání i varu. Vyskytuje se ve dvou modifikacích – amorfní a kovové. Kovová modifikace patří mezi velmi tvrdé látky – dosahuje hodnoty 9,3 v Mohsově stupnici tvrdosti.

Byl izolován roku 1808 sirem Humphry Davyem, Gay-Lusacem a L. J. Thénardem v nepříliš vysoké čistotě a teprve roku 1824 ho Jakob Berzelius označil za samotný prvek.

[editovat] Výroba a výskyt v přírodě

Elementární bor lze připravit redukcí oxidu boritého kovovým hořčíkem nebo hliníkem, ale čistý bor se v praxi používá minimálně. Příprava skutečně vysoce čistého boru je vysoce náročná a obtížná procedura.

Elementární bor se v přírodě prakticky nevyskytuje a setkáváme se s ním pouze ve sloučeninách. Největší světová naleziště surovin boru leží v USA, Peru, Tibetu a Turecku. Sloučeniny boru jsou v malém množství obsaženy i v mořské vodě (v koncentraci přibližně 5 mg/l) a v některých minerálních pramenech. Kyselina boritá je obvykle přítomna v sopečných plynech, z nichž může být získávána.

[editovat] Sloučeniny a využití

• Patrně nejznámější a v běžné praxi nejpoužívanější sloučeninou boru je borax neboli tetraboritan sodný Na₂B₄O₇ · 10H₂O (viz obrázek). Tato sloučenina nachází využití ve sklářském průmyslu. Bezvodý borax se velmi často uplatňuje v metalurgii, kde tavenina boraxu překrývá roztavený kov a funguje jako ochranný prvek proti oxidaci zpracovávané slitiny. V analytické chemii je směs boraxu s uhličitanem sodným univerzálním tavidlem, používaným pro rozklady geologických a dalších obtížně rozpustných vzorků.

• Boridy jsou sloučeniny boru s kovy. Existuje široká škála boridů s různou stechiometrií a krystalickou strukturou. Tyto sloučeniny vykazují často velmi zajímavé vlastnosti. Např. borid zirkonia ZrB₂ a titanu TiB₂ mají desetkrát vyšší tepelnou a elektrickou vodivost než samotné kovy. Borid hořčíku MgB₂ patří mezi velmi perspektivní materiály z hlediska vývoje supravodičů, s vysokou hodnotou kritické teploty. Boridy fosforu a arsenu jsou slibné vysokoteplotní polovodiče.

• Nitrid boritý je v současné době spolu s diamantem pokládán za nejtvrdší známou látku. V současné době jsou k dispozici technologické procesy pro pokrytí kovových povrchů tímto nitridem a kovoobráběcí nástroje s tímto povlakem jsou výrazně tvrdší a a dlouhodobě odolnější. Velmi tvrdý materiál je také karbid boru B₄C, používaný pro výrobu brusných materiálů.

• Kyselina boritá H₃BO₃ je poměrně slabá kyselina a ve farmacii se spolu se svými solemi používá k ošetřováni očních chorob. Další uplatnění nacházejí boritany při přípravě přípravků pro impregnaci dřeva.

• Sloučeniny boru s vodíkem se nazývají borany. Jsou to obvykle značně reaktivní látky, které slouží pro přípravu celé řady dalších sloučenin. Přikladem může být borohydrid lithný LiBH₄, který se používá jako mimořádně silné redukční činidlo a zdroj nascentního vodíku. Nejznámějším a nejjednodušším boránem je diboran B₂H₆, samozápalný plyn o bodu varu −92,5°C. Vyšší borány mají za normálních podmínek kapalné skupenství a jsou stálejší vůči hydrolytickému rozkladu.

• Významné místo patří sloučeninám boru ve sklářském a keramickém průmyslu. Tzv. borosilkátová skla se vyznačují vysokou tepelnou odolností a pod označením Pyrex (u nás Simax) slouží k výrobě chemického i kuchyňského nádobí. V keramice naléza bor uplatnění především jako složka glazur.

• Podobně jako beryllium nachází bor uplatnění i při konstrukci jaderných reaktorů při výrobě neutronových zrcadel a moderátorových tyčí.

• Bor a jeho sloučeniny barví plamen intenzivně zeleně. Tento jev se uplatňuje při přípravě směsí pro pyrotechnické účely a v analytické chemii slouží jako důkaz přítomnosti v boru v analyzovaném vzorku.