Bór
Z Wikipédie
|
|||||||||||||||||||||||||
Všeobecne | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Názov, Značka, Číslo | bór, B, 5 | ||||||||||||||||||||||||
Séria | polokovy | ||||||||||||||||||||||||
Skupina, Perióda, Blok | 13, 2, p | ||||||||||||||||||||||||
Vzhľad | čiernohnedý![]() |
||||||||||||||||||||||||
Atómová hmotnosť | 10,811(5) g·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||
Elektrónová konfigurácia | 1s2 2s2 2p1 | ||||||||||||||||||||||||
Elektrónov na hladinu | 2, 3 | ||||||||||||||||||||||||
Fyzikálne vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||
Skupenstvo | pevné | ||||||||||||||||||||||||
Hustota (pri i.t.) | 2,34 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||
Hustota tekutiny v b.t. | 2,08 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||
Teplota topenia (tavenia) | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
||||||||||||||||||||||||
Teplota varu | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
||||||||||||||||||||||||
Teplo vyparovania | 50,2 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||
Teplo tavenia | 480 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||
Tepelná kapacita | (25 °C) 11,087 J·mol−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
Atómové vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||
Kryštálová štruktúra | rhombohedral | ||||||||||||||||||||||||
Oxidačné stupne | 3 (stredne kyslý) | ||||||||||||||||||||||||
Elektronegativita | 2,04 (Paulingova stupnica) | ||||||||||||||||||||||||
Ionizačné energie (viac) |
1.: 800,6 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||
2.: 2427,1 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||
3.: 3659,7 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||
Atómový polomer | 85 pm | ||||||||||||||||||||||||
Atómový polomer (vyp.) | 87 pm | ||||||||||||||||||||||||
Kovalentný polomer | 82 pm | ||||||||||||||||||||||||
Rôzne | |||||||||||||||||||||||||
Magnetické vlastnosti | nemagnetický | ||||||||||||||||||||||||
Elektrický odpor | (20 °C) 1,5×104 Ω·m | ||||||||||||||||||||||||
Tepelná vodivosť | (300 K) 27,4 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||
Tepelná roztiažnosť | (25 °C) 5–7 µm·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||
Rýchlosť zvuku (úzka tyč) | (20 °C) 16200 m/s | ||||||||||||||||||||||||
Objemová pružnosť | (β form) 185 GPa | ||||||||||||||||||||||||
Mohsova tvrdosť | 9,3 | ||||||||||||||||||||||||
Vickersova tvrdosť | 49000 MPa | ||||||||||||||||||||||||
Registračné číslo CAS | 7440-42-8 | ||||||||||||||||||||||||
Vybrané izotopy | |||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
Referencie |
Bór (lat. borum) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku B a protónové číslo 5. Patrí medzi polokovové prvky s vysokým bodom topenia aj varu. Vyskytuje sa v dvoch modifikáciách – ako amorfný alebo kovový. Kovový bór je veľmi tvrdá látka – dosahuje hodnoty 9,3 na Mohrsovej stupnici tvrdosti.
Izoloval ho v roku 1808 sir Humpryom Davyom, Gay-Lusacom a L. J. Thenardom v neveľmi vysokej čistote a až v roku 1824 ho Jakob Berzelius označil za samostatný prvok.
[úprava] Výroba a výskyt v prírode
Elementárny bór možno pripraviť redukciou oxidu boritého kovovým horčíkom alebo hliníkom, ale čistý bór sa v praxi používa len minimálne. Príprava skutočne vysoko čistého bóru je náročná a zložitá procedúra.
Elementárny bór sa v prírode prakticky nevyskytuje a stretávame sa s ním iba v zlúčeninách. Najväčšie svetové náleziská surovín s obsahom bóru sú v USA, Peru, Tibete a Turecku. Zlúčeniny bóru sa v malom množstve vyskytujú aj v morskej vode ( v koncentrácii približne 5 mg/l) a v niektorých minerálnych prameňoch. Kyselina boritá sa zvyčajne nachádza v sopečných plynoch, z ktorých sa aj získava.
[úprava] Zlúčeniny a využitie
- Asi najznámejšou a bežne v praxi najpoužívanejšou zlúčeninou bóru je borax alebo tetraboritan sodný Na2B4O7 • 10H2O. Táto zlúčenina sa používa v sklárskom priemysle. Bezvodý bórax sa veľmi často používa v metalurgii, kde tavenina bóraxu prekrýva roztavený kov a funguje ako ochranný prvok proti oxidácii spracúvanej zliatiny. V analytickej chémii je zmes bóraxu s uhličitanom sodným univerzálnym tavidlom, používaným na rozklad geologických a ďalších ťažko rozpustných vzoriek.
- Boridy sú zlúčeniny bóru s kovmi. Existuje široká škála boridov s rôznou stechiometriou a kryštalickou štruktúrou. Tieto zlúčeniny vykazujú často veľmi zaujímavé vlastosti. Napr. boridy zirkónu ZrB2 a titánu TiB2 majú desaťkrát vyššiu tepelnú a elektrickú vodivosť ako samotné kovy. Borid horčíka MgB2 patrí medzi veľmi perspektívne materiály z hľadiska vývoja supravodičov, fungujúcich za vysokých teplôt. Boridy fosforu a arzénu sú sľubné vysokoteplotné polovodiče.
- Nitrid bóru je v súčasnosti spolu s diamantom považovaný za najtvrdšiu známu látku. Sú k dispozícii technologické postupy na pokrytie kovových povrchov týmto nitridom a kovoobrábajúce nástroje s týmto povlakom sú výrazne tvrdšie a dlhodobo odolnejšie. Veľmi tvrdý materiál je tiež karbid bóru B4C, používaný na výrobu brúsnych materiálov.
- Kyselina boritá H3BO3 je pomerne slabá kyselina a vo farmácii sa spolu so svojimi soľami používa na ošetrovanie očí. Ďalšie využitie nachádzajú boritany pri príprave prostriedkov na impregnáciu dreva.
- Zlúčeniny bóru s vodíkom sa nazývajú borány. Sú to zvyčajne veľmi reaktívne látky, ktoré slúžia na prípravu celého radu ďalších zlúčenín. Prikladom môže byť tetrahydridoboritan lítny LiBH4, ktorý sa používa ako mimoriadne silné redukčné činidlo a zdroj nasýentného vodíka. Najznámejším boránom je diborán B2H6, samozápalný plyn s bodom varu -92,5 °C. Vyššie borány majú za normálnych podmienok kvapalné skupenstvo a sú aj stálejšie voči hydrolytickému rozkladu.
- Významné miesto patrí zlúčeninám bóru v sklárskom a keramickom priemysle. Tzv. borosilikátové sklá sa vyznačujú vysokou tepelnou odolnosťou a pod označením Pyrex sa používajú na výrobu chemického a kuchynského riadu. V keramike sa bór používa predovšetkým ako zložka glazúr.
- Podobne ako berýlium nachádza bór použitie aj pri konštrukcii jadrových reaktorov a to pri výrobe neutrónových zrkadiel a moderátorových tyčí.
- Bór a jeho zlúčeniny intenzívne sfarbujú plameň dozelena. Tento jav sa využíva na prípravu zmesí pre pyrotechnické účely a v analytickej chémii slúži ako dôkaz prítomnosti bóru v analyzovanej vzorke.
H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||
Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Uub | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
Alkalické kovy | Kovy alk. zemín | Lantanoidy | Aktinoidy | Prechodné prvky | Kovy | Polokovy | Nekovy | Halogény | Vzácne plyny |