Boro
El boro es un elemento químico que se clasifica como un metaloide. Fue descubierto en 1808 por Joseph L. Gay-Lussac y LJ Thénard e independientemente por Sir Humphry Davy.
Descubrimiento de boro
Los compuestos de boro como el bórax (tetraborato de sodio, Na2B4O7·10H2O) fueron conocidos y utilizados por culturas antiguas durante miles de años. El nombre de Borax proviene del árabe buraq, que significa “blanco”.
El boro fue aislado parcialmente por primera vez en 1808 por los químicos franceses Joseph L. Gay-Lussac y LJ Thénard e independientemente por Sir Humphry Davy en Londres. Gay-Lussac & Thénard hicieron reaccionar ácido bórico con magnesio o sodio para producir boro, un sólido gris. Creían que compartía características con el azufre y el fósforo y lo llamaron boro.
Davy primero intentó producir boro por electrólisis de ácido bórico, pero no quedó satisfecho con los resultados. Disfrutó de un mayor éxito haciendo reaccionar ácido bórico con potasio en una atmósfera de hidrógeno. El resultado fue una sustancia en polvo. Davy comentó que la sustancia era, “de los tonos más oscuros de oliva. Es opaco, muy friable y su polvo no raya el vidrio.” Después de llevar a cabo una serie de reacciones químicas para verificar la singularidad de la sustancia, Davy escribió: “existen fuertes razones para considerar que la base borácica es de naturaleza metálica, y me atrevo a proponerle el nombre de boracio«. De hecho, ninguna de las partes había producido boro puro. Sus muestras tenían solo un 60% de pureza.
(Foto de Tomihahndorf)
En 1909, el químico estadounidense Ezekiel Weintraub produjo boro puro al 99 % mediante la reducción de haluros de boro con hidrógeno. Casi un siglo después, en 2004, Jiuhua Chen y Vladimir L. Solozhenko produjeron una nueva forma de boro, pero no estaban seguros de su estructura. En 2009, un equipo dirigido por Artem Oganov pudo demostrar que la nueva forma de boro contiene dos estructuras, B12 icosaedros y B2 pares. El gamma-boro, como se le ha llamado, es casi tan duro como el diamante y más resistente al calor que el diamante.
Hablando de las propiedades en parte metálicas y en parte no metálicas del boro, Oganov dijo: “El boro es un elemento verdaderamente esquizofrénico. Es un elemento de completa frustración. No sabe lo que quiere hacer. El resultado es algo terriblemente complicado”.
Datos interesantes sobre el boro
- El boro es un elemento duro, muy duro y muy resistente al calor. En su forma cristalina, es el segundo más duro de todos los elementos en la escala de Mohs; solo el carbono (diamante) es más duro. Solo 11 elementos tienen puntos de fusión más altos que el boro: estos son C, W, Re, Os, Ta, Mo, Nb, Ir, Ru, Hf y Tc. (Como reto, ¿cuántos de estos elementos puedes nombrar sin buscarlos? Escríbenoslo en comentarios)
- El boro es un nutriente esencial para todas las plantas verdes.
- El boro en su forma cristalina es muy poco reactivo. El boro amorfo es reactivo.
- Inusualmente, los átomos de boro del universo no fueron hechos por fusión nuclear dentro de las estrellas y no fueron hechos en el big bang. Fueron hechos por fusión nuclear en colisiones de rayos cósmicos. La mayor parte del boro del universo se produjo de esta manera antes de la formación de nuestro sistema solar.
- El boro es un elemento indispensable en los imanes NIB (Neodimio – Hierro – Boro). Los imanes NIB son imanes muy potentes inventados a principios de la década de 1980. Se utilizan en computadoras, teléfonos celulares, equipos médicos, juguetes, motores, turbinas eólicas y sistemas de audio.
- El boro se utiliza para controlar las reacciones nucleares. Es un excelente absorbente de neutrones. Aleado con acero o reaccionado con carbono, titanio o circonio, se utiliza en barras de control para reactores nucleares.
- El boro puro puede existir como una mezcla de iones de boro positivos y negativos.
Apariencia y Características
Efectos nocivos:
No se conoce que el boro elemental sea tóxico.
Características:
El boro es un metaloide, intermedio entre metales y no metales. Existe en muchos polimorfos (diferentes estructuras de red cristalina), algunas más metálicas que otras. El boro metálico es extremadamente duro y tiene un punto de fusión muy alto.
El boro generalmente no forma enlaces iónicos, forma enlaces covalentes estables.
Aunque opaco a la luz visible, el boro puede transmitir porciones de luz infrarroja.
El boro es un mal conductor de electricidad a temperatura ambiente, pero su conductividad mejora notablemente a temperaturas más altas.
Usos del boro
El boro se utiliza para dopar semiconductores de silicio y germanio, modificando sus propiedades eléctricas.
El óxido de boro (B2O3) se utiliza en la fabricación de vidrio y cerámica.
El bórax (Na2B4O7.10H2O) se usa en la fabricación de fibra de vidrio, como líquido limpiador, ablandador de agua, insecticida, herbicida y desinfectante.
El ácido bórico (H3BO3) se utiliza como antiséptico suave y como retardante de llama.
La dureza del nitruro de boro es superada solo por el diamante, pero tiene mejor estabilidad térmica y química, por lo que las cerámicas de nitruro de boro se utilizan en equipos de alta temperatura.
Los nanotubos de nitruro de boro pueden tener una estructura similar a los nanotubos de carbono. Los nanotubos de BN son más estables térmica y químicamente que los nanotubos de carbono y, a diferencia de los nanotubos de carbono, los nanotubos de nitruro de boro son aislantes eléctricos.
El carburo de boro (B4C) se usa en armaduras de tanques y chalecos antibalas.
Abundancia e isótopos
Abundancia en la corteza terrestre: 10 partes por millón en peso, 1 parte por millón en moles
Abundancia en el sistema solar: 2 partes por billón en peso, 0,2 partes por billón en moles
Coste de producción puro: 1114€ por 100g
Coste de producción a granel: 500€ por 100 g
Fuente: Los compuestos de boro generalmente se encuentran en sedimentos y formaciones de rocas sedimentarias. Las principales fuentes de boro son el Na2B4O6(OH)2.3H2O, conocido como rasorita o kernita; mineral de bórax (conocido como tincal); y con calcio en colemanita (CaB3O4(OH)4.H2O). El boro también se presenta como ácido ortobórico en algunas aguas de manantial volcánicas.
Isótopos: 11 cuyas vidas medias son conocidas, con números de masa de 7 a 17. El boro natural es una mezcla de sus dos isótopos estables y se encuentran en los porcentajes que se muestran: 10B (19,9 %) y 11B (80,1 %). 10B se utiliza en reactores nucleares como sustancia de captura de neutrones.
| Símbolo | Bo |
| Número atómico | 5 |
| Valencias | +3 |
| Peso atómico | 10,811 |
| Punto de ebullición (ºC) | +3927 |
| Punto de fusión (ºC) | +2076 |
| Densidad (Kg/m3) | 2460 |
| Estructura atómica | [He] 2s22p1 |
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