Qual è la struttura del boro?
La struttura atomica del boro, elemento numero 5 nella tabella periodica, mostra un guscio interno completo di due elettroni, con tre elettroni nel guscio più esterno, dando all'atomo tre elettroni di valenza disponibili per il legame. A questo proposito, ricorda l'alluminio, l'elemento successivo nel gruppo boro; Tuttavia, a differenza dell'alluminio, non può donare elettroni ad altri atomi per formare un legame ionico con uno ione B
I composti del boro possono spesso essere descritti come "carenti di elettroni", in quanto ci sono meno elettroni coinvolti nel legame di quanto richiedono per i normali legami covalenti. In un singolo legame covalente, due elettronisono condivisi tra atomi e nella maggior parte delle molecole, gli elementi seguono la regola dell'ottetto. Le strutture di composti di boro come il trifluoruro di boro (BF 3 ) e il tricloruro di boro (bcl 3 ), tuttavia, mostrano che l'elemento ha solo sei e non otto, elettroni nella sua valle, rendendoli eccezioni alla regola dell'ottot.
Il legame insolito si trova anche nella struttura dei composti di boro noti come boranes - l'indagine di questi composti ha comportato una certa revisione delle teorie del legame chimico. I boranoni sono composti di boro e idrogeno, il più semplice è la triidride, BH 3 . Ancora una volta, questo composto contiene un atomo di boro che è due elettroni a corto di un ottetto. Il diborano (B 2 h 6 ) è insolito in quanto ciascuno dei due atomi di idrogeno nel composto condivide il suo elettrone con due atomi di boro-questa disposizione è nota come due centri di tre centri-Id legame elettronico. Più di 50 boranes diversi sono ora conosciuti e la complessità dei loro rivali di chimica quella degli idrocarburi.
Il boro elementare non si verifica naturalmente sulla Terra ed è difficile prepararsi in forma pura, poiché i soliti metodi - ad esempio la riduzione dell'ossido - lasciano impurità che sono difficili da rimuovere. Sebbene l'elemento fu preparato per la prima volta in forma impura nel 1808, non fu fino al 1909 che fu prodotto in sufficiente purezza per la sua struttura cristallina da studiare. L'unità di base per la struttura cristallina del boro è un icosaedro B 12 , con - a ciascuno dei 12 vertici - un atomo di boro incollato ad altri cinque atomi. La caratteristica interessante di questa struttura è che gli atomi di boro stanno formando mezzo legame condividendo un elettrone anziché i soliti due elettroni in un legame covalente. Ciò dà agli atomi di boro una valenza efficace di 6, con un legame extra disponibile su ciascuno dei vertici per consentireEm da legare alle unità adiacenti.
Icosahedra non si imballano strettamente e lasciano vuoti nella struttura cristallina che possono essere riempiti da atomi di boro o altri elementi. Sono stati prodotti un certo numero di utili leghe di boro-metallo e composti di boro con B 12 icosahedra in combinazione con altri elementi. Questi materiali sono noti per la loro durezza e alti punti di fusione. Un esempio è il boride di magnesio in alluminio (BAM), con la formula chimica almgb 14 . Questo materiale ha la distinzione di avere il coefficiente di attrito più basso noto - in altre parole, è estremamente scivoloso - ed è usato come un rivestimento di attrito a basso contenuto di abbigliamento per le parti della macchina.