ホウ素の特性は何ですか？

ホウ素は、原子番号5および原子記号Bの化学元素です。ホウ素の注目すべき特性には、中性子捕獲での有効性と、放射シールドとしての同位体の1つの結果的な有効性が含まれます。 その極端な硬度、引張強度、およびいくつかのホウ素化合物の硬度。 いくつかのホウ素同素体と多形​​の存在。 これは、標準原子量が10.811の半金属です。 室温では固体で、融点は大気圧で3769°F（2349°K）、沸点は7101°F（4200°K）です。

ホウ素の物理的特性は同素体に依存します。 同素体は同じ元素の異なる構成であり、元素の原子は異なる方法で結合されています。 ホウ素の主な同素体は、結晶性ホウ素および非晶質ホウ素と呼ばれます。 アモルファスホウ素は、二十面体のホウ素結晶がランダムに結合してできており、全体の構造が大きくなることなく、茶色の粉末の形をとります。

結晶性ホウ素は黒色で非常に硬い。 それは薄暗いです; 磁場の存在下で、それはそれ自体の磁場を生成し、それが忌避効果をもたらします。 結晶性ホウ素は、多形と呼ばれる4つの異なる主要な結晶構造に配置できます。 約23,206,000ポンド/平方インチ（約160ギガパスカル）の圧力で開始すると、ホウ素の特性が変化し、超伝導体になります。

ホウ素は、主に共有化学結合を形成し、安定した分子ネットワークを形成できます。 それはアルミニウムファミリーのメンバーですが、ホウ素の特性は実際にはアルミニウムよりもシリコンに近いです。 ホウ素は、ホウ砂としても知られている化合物四ホウ酸ナトリウム十水和物に最も一般的に見られます。 炭化ホウ素と立方晶窒化ホウ素は、知られている中で最も硬い材料です。 ホウ素は植物の生化学に不可欠であり、動物にも極微量が使用されています。

ホウ素には13の既知の同位体があり、そのうち¹⁰ Bと¹¹ Bの2つは安定です。 天然に存在するすべてのホウ素の約80パーセントは¹¹ Bで、残りは¹⁰ Bです。 ¹⁰ Bは熱中性子の捕獲に非常に効果的であるため、放射線遮蔽として効果的です。 他の9つの既知の同位体は短命であり、半減期はミリ秒以下です。

ホウ素の特性は、元素とその化合物に多くの用途を与えます。 Boronの強みは、航空宇宙産業での価値を高めます。 炭化ホウ素と立方晶窒化ホウ素は、硬度が非常に高いため工業用研磨剤として有用であり、炭化ホウ素は最新の防弾チョッキや装甲車両にも組み込まれています。 シリコン、炭化ケイ素、ゲルマニウムなどの物質から作られた半導体には、ホウ素がドープされています。 ホウ素の¹⁰ B同位体は、原子炉シールドの制御棒および緊急停止システムで使用され、頭部、頸部、および脳の癌を治療するためのホウ素中性子捕獲療法と呼ばれる放射線療法の形態で使用するために実験されています。