¿Cuál es la estructura del boro?

La estructura atómica del boro, el elemento número 5 en la tabla periódica, muestra una cubierta interna completa de dos electrones, con tres electrones en la cubierta más externa, lo que le da al átomo tres electrones de valencia disponibles para su enlace. A este respecto, se asemeja al aluminio, el siguiente elemento en el grupo Boron; Sin embargo, a diferencia del aluminio, no puede donar electrones a otros átomos para formar un enlace iónico con un b 3+ ion, ya que los electrones están demasiado bien unidos al núcleo. Boron generalmente no acepta electrones para formar un ion negativo, por lo que normalmente no forma compuestos iónicos: la química del boro es esencialmente covalente. La configuración de electrones y el comportamiento de unión consecuente también determina la estructura cristalina del boro en sus diversas formas elementales.

Los compuestos de boro a menudo pueden describirse como "deficientes en electrones", ya que hay menos electrones involucrados en la unión que se requieren para enlaces covalentes normales. En una sola unión covalente, dos electronesse comparten entre los átomos y en la mayoría de las moléculas, los elementos siguen la regla del octeto. Las estructuras de compuestos de boro como el trifluoruro de boro (BF ₃ ) y el tricloruro de boro (Bcl ₃ ) muestran que el elemento tiene solo seis, y no ocho, electrones en su carcasa de valencia, haciéndolos excepciones a la regla de octetos.

La unión inusual también se encuentra en la estructura de los compuestos de boro conocidos como boranos; la investigación de estos compuestos ha dado como resultado una revisión de las teorías de unión química. Los boranos son compuestos de boro e hidrógeno, el más simple es el trihidruro, BH ₃ . Nuevamente, este compuesto contiene un átomo de boro que es dos electrones menos de un octeto. Diborane (b ₂ h ₆ ) es inusual en el sentido de que cada uno de los dos átomos de hidrógeno en el compuesto comparte su electrón con dos átomos de boro; esta disposición se conoce como tres centros de tres centros.-La de electrones. Ahora se conocen más de 50 boranos diferentes y la complejidad de su química rivaliza con la de los hidrocarburos.

El boro elemental no ocurre naturalmente en la tierra y es difícil prepararse en forma pura, como los métodos habituales, por ejemplo, la reducción del óxido, dejan impurezas que son difíciles de eliminar. Aunque el elemento se preparó por primera vez en forma impura en 1808, no fue hasta 1909 que se produjo en pureza suficiente para que se investigara su estructura cristalina. La unidad básica para la estructura cristalina del boro es un b ₁₂ icosaedron, con, en cada uno de los 12 vértices, un átomo de boro unido a otros cinco átomos. La característica interesante de esta estructura es que los átomos de boro están formando medios enlaces compartiendo un electrón en lugar de los dos electrones habituales en un enlace covalente. Esto le da a los átomos de boro una valencia efectiva de 6, con un enlace adicional disponible en cada uno de los vértices para permitir que THem se unirá a unidades adyacentes.

icosaedra no combina con fuerza y ​​deja vacíos en la estructura cristalina que pueden llenarse por átomos de boro u otros elementos. Se han producido una serie de aleaciones útiles y compuestos de boro-metal con B ₁₂ icosaedra en combinación con otros elementos. Estos materiales se observan por su dureza y altos puntos de fusión. Un ejemplo es el boruro de magnesio de aluminio (BAM), con la fórmula química Almgb ₁₄ . Este material tiene la distinción de tener el coeficiente de fricción más bajo conocido, en otras palabras, es extremadamente resbaladizo, y se usa como un recubrimiento de fricción de baja fricción para las piezas de la máquina.