Borul

BORUL

CARACTERIZARE GENERALA:

- a fost descoperit de Humphrey Davey, J.L. Guy-Lussac si L.Y. Thernard în anul 1808; fiind primul element al grupei a XIII-a, are configuratie electronica 1s2 2s2 2p1 si seamana foarte mult cu siliciul în baza regulii similitudinii pe diagonala

- borul nemetal are conductibilitate electrica de tip semiconductor. Oxizii borului sunt oxizi acizi cu proprietati refractare, iar carbunele de bor are o stabilitate chimica foarte mare, fiind dur si refractar, formeaza numai combinatii covalente (XB = 2,04) în care este trivalent si nu monovalent cum ar fi daca se ia în considerare configuratia sa electronica

- ionul monovalent al borului B+ nu se poate forma deoarece s-ar consuma o energie de ionizare mare, ce nu poate fi acoperita de energia de retea sau hidratarea ionilor

- trivalenta borului e o consecinta a hibridizarii sp, când energia legaturii formate cu cei trei orbitali hibrizi sp cu unghiuri între ei de 1200C o depaseste pe cea a formarii covalentei

- borul are numar atomic 5, masa 10,82, are doi izotopi stabili B10 (19%) si B11 (81%) si se gaseste în natura sub forma de combinatii, ca si în plante tehnice cum ar fi bumbacul

Bor în stare naturala

- se obtine prin doua metode industriale: a) reducerea anhidridei borice cu magneziu sau sodiu; b) reducerea clorului de bor în curent de hidrogen, folosindu-se arcul electric între 1200-14000C

- în stare pura se afla sub forma de cristale negre, cenusii si exista în doua modificatii aleotropice: cristalizat (Á = 2,54) si amorf (Á = 2,45)

- borul este indiferent fata de apa si aer, la încalzire manifesta o activitate chimica înalta. Reactioneaza cu clorul la 4000C, cu bromul la 7000C si la peste 9000C cu azotul, iar combinându-se cu carbonul rezulta o substanta mai tare decât diamantul; se foloseste în fabricarea otelurilor speciale (ferobor) a diferitelor aliaje cu wolfram, cupru si crom

- la trecerea de la aluminiu la galiu, razele atomice cresc foarte putin comparativ cu cresterea observata în trecrea de la bor la aluminiu, în timp ce potentialul primar de ionizare explica raspândirea în natura a borului

- se caracterizeaza prin deficienta de electroni la atomul central; tendinta de a-si completa octetul de electroni sau de a utiliza orbitali p vacanti se poate face astfel:

a) formarea unei duble legaturi p-p între atomi si o pereche de electroni neparticipanti

b) formarea legaturilor de tricentre: B2H6, Al2Cl6, Al2CH3

c) complexare cu donori de electroni (legaturile de trei electroni sunt mai slabe decât cele de doi electroni)

- cu molecule sau anioni se fac complecsi în care borul are numarul de coordinatie 4, borul nu face cationi trivalenti, astfel nu se stiu saruri ale borului cu oxiacizii: sulfati si azotati. Fosfatul de bor (BPO4) nu este o sare, ci un oxid mixt covalent cu structura cristalina identica cu a cristobalitei, arsenatul de bor (BAsO4) cristalizeaza în reteaua cuart

STARE NATURALA:

- putin raspândit în scoarta pamântului (0,014%), cel mai cunoscut mineral este turmalina (boroaluminosilicat complex). Dintre boratii minerali din natura amintim boraxul (Na2B4O7 • 10 H2O), kernitul (Na2B4O7 • 4 H2O), borocalcitul (CaB4O7 • 4 H2O) si colemanitul (CaB3O4(OH)3 • 3 H2O); acidul boric B(OH)3 se formeaza în scoarta prin descompunerea silicatilor cu apa calda, fiind exploatat industria

Cristale de bor în manunchiuri

METODE DE OBTINERE:

- dupa starea lui structurala, a) borul cristalin în stare pula se obtine greu datorita reactivitatii mari, dar borul amorf, negru se obtine prin reducerea metalotermica a boratilor: Na2B3O7 + 2 HCl + 5 H2O = 4 H3BO3 + 2 NaCl; 2 H3BO3 se descompune în B2O3 si 3 H2O, în final B2O3 se descompune în 2 B + 3 MgO si astfel se obtine bor de puritate 95-98%