{| border="1" cellpadding="2" cellspacing="0" align="right" ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Algemeen |----- | Naam | Boor |----- | Symbool | B |----- | Atoomnummer | 5 |----- | Groep | Boorgroep |----- | Periode | Periode 2 |----- | Blok | P blok |----- | Reeks | Metalloïden |----- | Kleur | Zwart |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Chemische eigenschappen |----- | Atoommassa (u) | 10,811 |----- | Elektronenconfiguratie | [He]2s2s2 2p1 |----- | Oxidatietoestanden | +3 |----- | Elektronegativiteit (Pauling) | 2,04 |----- | Atoomradius (pm) | 80 |----- | 1ste Ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 800,64 |----- | 2de Ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 2427,09 |----- | 3de Ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 3659,78 |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Fysische eigenschappen |----- | Dichtheid (kg×m-3) | 2340 |----- | Hardheid (Mohs) | ## |----- | Smeltpunt (K) | 2350 |----- | Kookpunt (K) | 4275 |----- | Aggregatietoestand | Vast |----- | Smeltwarmte (kJ×mol-1) | 22,2 |----- | Verdampingswarmte (kJ×mol-1) | 504,5 |----- | van der Waals straal (pm) | 208 |----- | Kristalstruktuur | ## |----- | Molair volume (10-6m3×mol-1) | 4,62 |----- | Dampdruk (Pa) | ## |----- | Geluidssnelheid (m×s-1) | ## |----- | Specifieke warmte (J×kg-1×K-1) | 1020 |----- | Elektrische weerstand (μ&Omegacm) | 1,8×1012 |----- | Warmtegeleiding (W×m-1×K-1) | 27 |----- ! colspan=2 bgcolor="#cccc99" | Meest stabiele isotopen |---- | colspan=2 | {| border="1" cellpadding="2" cellspacing="0" width=100% |----- ! Iso ! RA (%) ! Halveringstijd ! VV ! VE (MeV) ! VP |---- | 10B | 19,9 | colspan=4 | stabiel met 5 neutronen |---- | 11B | 80,1 | colspan=4 | stabiel met 6 neutronen |} |----- ! colspan=2 bgcolor="#cccc99" | SI eenh. & STD worden gebruikt tenzij anders aangegeven. |}
Buurelementen
{| border=1 bgcolor=#F9FFFF |----- |Be |B |C |----- |Mg |Al |Si |}
Boor of borium is een scheikundig element met symbool B en atoomnummer 5.
Het is een metalloïde en een halfgeleider. In kristallijne vorm is het een bijzonder hard, zwart materiaal (9,3 op de schaal van Mohs). Er is ook een amorfe vorm.
Ontdekking
Boorverbindingen waren al in de oudheid bekend. De naam komt van het Arabisch Buraq voor borax, een mineraal dat het voornaamste erts voor boorwinning is. Borax is een boraat, een zout van boorzuur. Het element is daaruit niet zo makkelijk vrij te maken, omdat dat sterke reductoren vereist, zoals magnesium of aluminium. Het element werd daarom pas in 1808 door Sir Humphry Davy, Gay-Lussac en Tenard bereid. Op deze manier bereid boor wordt echter verontreinigd door het metaal. Door ontleding van vluchtige halogeniden valt het element echter met weinig onzuiverheden te bereiden.
Eigenschappen
Het element is als enige van de boorgroep een hard metalloïde met halfgeleidende eigenschappen. De elektrische geleiding hangt sterk af van de graad van zuiverheid en de temperatuur: hoe vuiler en heter, hoe beter de geleiding. Het materiaal heeft interessante optische eigenschappen omdat het een groot deel van het infrarode deel van het spectrum doorlaat. Verder zijn ook de mechanische eigenschappen interessant. Het element is bijzonder licht en sterk en vezels van boor worden in speciale samengestelde materialen voor de ruimtevaart toegepast.
Voorkomen
Boor wordt altijd in gebonden vorm gevonden in een aantal mineralen zoals borax (tincal), boorzuur.colemantiet, kerniet (rasoriet), ulexiet en andere boraten. De Verenigde Staten (de Mojave woestijn van Californië) en Turkije zij de belangrijkste leveranciers. Boorzuur komt soms voor in vulkanisch bronwater. Het mineraal ulexiet heeft van nature de optische eigenschappen van een glasvezel.
Boorchemie
Boor heeft een ingewikkelde en interessante chemie. Het heeft drie elektronen in de buitenste schil en is daarom vaak driewaardig. Met chloor vormt het bijvoorbeeld BCl3. Dit is echter een elektronendeficiënte verbinding. Het centrale booratoom heeft maar 6 buitenelektronen om zich heen en dat wil zeggen dat er nog plaats is voor twee meer voor de neon configuratie bereikt is. Het molecuul is een sterk Lewis zuur. Bij stikstof gebeurt het omgekeerde, ook dat element vormt met waterstof NH3 maar het heeft dan een eenzaam elektronen paar. De twee samen vormen een donor-acceptor molecuul H3N-BCl3. Elektrondeficiëntie is echter maar één thema van de boorchemie. Een ander thema is de drie-centrum binding. Meestal kunnen twee atomen gezien worden als de oorsprong van de chemische binding tussen hen, hoewel bijvoorbeeld in benzeen er ook een binding is die door zes atomen gezamenlijk gedragen wordt. Bij boorverbindingen zijn er vaak drie atomen die gezamenlijk een binding aangaan. Boor heeft een serie verbindingen met waterstof die herinneren aan de rijke ketenvormende chemie van koolstof, dit zijn de boranen. Een eenvoudig lid van deze familie is diboraan B2H6. De overeenkomst in formule met ethaan C2H6 is bedrieglijk. De B-B binding in werkelijkheid een combinatie van twee B-H-B drie-centrum bindingen. Boranen zijn vluchtig, giftig en uiterst brandbaar en stinken geweldig. Met koolstof is er een uitgebreide organoboorchemie. Met stikstof vormt boor een aantal nitriden zoals BN dat een structuur heeft die veel op diamant lijkt en bijzonder hard en hittebestendig is. Met zuurstof kan het naast oxiden ook boorzuur H3BO3 vormen en de overeenkomstige boraten. Er zijn echter ook ingewikkeldere boraten, bijvoorbeeld borax is een hydraat: Na2B4O7. 5H2O . Met vele metalen vormt boor boriden.
Toepassingen
Boorzuur wordt veel gebruikt in de textielindustrie. Boorsilicaatglassen zijn technisch erg belangrijk. In vuurwerk geeft toevoeging van het element in amorfe vorm een prachtige groene kleur. Boorverbindingen worden onderzocht en toegepast in een breed spectrum van biochemische toepassingen zoals suikerdoorlatende membranen, sensors voor koolhydraten, bestrijding van artritis en in neutronentherapie. 10B heeft een grote werkzame doorsnede voor neutroneninvangst en wordt daarom ook in de kernindustrie toegepast. Boranen zijn wel voorgesteld als raketbrandstof omdat bij verbranding een grote hoeveelheid energie vrijkomt.
Isotopen
Boor heeft van nature twee isotopen 10B (19,9%) 11B (80,1%). Het massaverschil is percentueel vrij groot; natuurlijke wateren vertonen daarom aanzienlijke schommelingen in de isotoopverhouding. Bij uitwisseling met boorhoudende aardlagen kan fractionering optreden doordat de ene isotoop wat makkelijker geadsorbeerd wordt dan de andere. Op klei bijvoorbeeld wordt 10B meer geadsorbeerd dan 11B. Zeewater is dan ook rijker in 11B dan de aardkorst, zowel die van het vaste land als die van de oceaanbodem. Toxicologie
Het element en de boraten zijn niet giftig en vereisen geen bijzondere voorzorgen. De boranen en sommige organoboorverbindingen zijn echter wel giftig en brandbaar en dienen met kennis van zaken behandeld te worden.
