Quali sono le proprietà del boro?
Il boro è un elemento chimico con un numero atomico di cinque e il simbolo atomico B. Le notevoli proprietà del boro includono la sua efficacia nella cattura dei neutroni e la conseguente efficacia di uno dei suoi isotopi come scudo di radiazione; la sua estrema durezza, resistenza alla trazione e durezza di numerosi composti di boro; e l'esistenza di numerosi allotropi e polimorfi di boro. È un metalloide con un peso atomico standard di 10.811. È solido a temperatura ambiente, con un punto di fusione di 3769 ° F (2349 ° K) e un punto di ebollizione di 7101 ° F (4200 ° K) a pressione atmosferica.
Le proprietà fisiche del boro dipendono dal suo allotropo. Gli allotropi sono configurazioni diverse dello stesso elemento, con gli atomi dell'elemento legati insieme in modi diversi. I principali allotropi del boro sono chiamati boro cristallino e boro amorfo. Il boro amorfo, che è costituito da cristalli di boro icosaedrici legati insieme a caso senza struttura generale più grande, assume la forma di una polvere marrone.
Il boro cristallino è nero ed estremamente duro. È diamagentic; in presenza di un campo magnetico, produce un proprio campo magnetico che provoca un effetto repellente. Il boro cristallino può essere disposto in quattro diverse principali strutture cristalline, chiamate polimorfi. A partire da pressioni di circa 23.206.000 libbre di forza per pollice quadrato (circa 160 gigapascal), le proprietà del boro cambiano e diventa un superconduttore.
Il boro forma principalmente legami chimici covalenti e può formare reti molecolari stabili. È un membro della famiglia dell'alluminio, ma le proprietà del boro sono in realtà più vicine al silicio rispetto all'alluminio. Il boro si trova più comunemente in natura nel composto tetraborato di sodio decaidrato, noto anche come borace. Il carburo di boro e il nitruro di boro cubico sono tra i materiali più duri conosciuti. Il boro è essenziale per la biochimica della vita delle piante e anche negli animali vengono utilizzate quantità di ultratrace.
Il boro ha 13 isotopi noti, di cui due, 10 B e 11 B, sono stabili. Circa l'80 percento di tutto il boro presente in natura è 11 B, con 10 B che compongono il resto. 10 B è altamente efficace nel catturare i neutroni termici ed è quindi efficace come scudo di radiazione. Gli altri nove isotopi conosciuti hanno vita breve, con emivite di millisecondi o anche meno.
Le proprietà del boro conferiscono all'elemento e ai suoi composti una serie di usi. La forza del boro lo rende prezioso nel settore aerospaziale. Il carburo di boro e il nitruro di boro cubico sono utili come abrasivi industriali a causa della loro estrema durezza, e il carburo di boro è anche incorporato nei moderni giubbotti antiproiettile e veicoli blindati. I semiconduttori realizzati con sostanze come silicio, carburo di silicio e germanio sono drogati con boro. L'isotopo 10 B di boro viene utilizzato nelle barre di controllo e nei sistemi di arresto di emergenza della schermatura dei reattori nucleari e viene sperimentato per l'uso in una forma di radioterapia chiamata terapia di cattura dei neutroni di boro per trattare i tumori della testa, del collo e del cervello.