Wat zijn de eigenschappen van boor?
Boor is een chemisch element met een atoomnummer van vijf en het atoomsymbool B. Bekende eigenschappen van boor zijn de effectiviteit bij het vangen van neutronen en de daaruit voortvloeiende effectiviteit van een van zijn isotopen als stralingsscherm; zijn extreme hardheid, treksterkte en hardheid van verschillende boorverbindingen; en het bestaan van verschillende boorallotropen en polymorfen. Het is een metalloïde met een standaard atoomgewicht van 10.811. Het is vast bij kamertemperatuur, met een smeltpunt van 3769 ° F (2349 ° K) en een kookpunt van 7101 ° F (4200 ° K) bij atmosferische druk.
De fysische eigenschappen van boor hangen af van de allotroop. Allotropen zijn verschillende configuraties van hetzelfde element, waarbij de atomen van het element op verschillende manieren aan elkaar zijn verbonden. De belangrijkste allotropen van boor worden kristallijn boor en amorf boor genoemd. Amorf boor, dat is gemaakt van icosahedrale boorkristallen die willekeurig zijn verbonden zonder een grotere algehele structuur, heeft de vorm van een bruin poeder.
Kristallijn boor is zwart en extreem hard. Het is diamagentisch; in aanwezigheid van een magnetisch veld produceert het een eigen magnetisch veld dat een afstotend effect tot gevolg heeft. Kristallijn boor kan worden gerangschikt in vier verschillende belangrijke kristallijne structuren, polymorfen genoemd. Beginnend bij drukken van ongeveer 23,206.000 pond-kracht per vierkante inch (ongeveer 160 gigapascal) verschuiven de eigenschappen van boor en wordt het een supergeleider.
Boor vormt voornamelijk covalente chemische bindingen en kan stabiele moleculaire netwerken vormen. Het is een lid van de aluminiumfamilie, maar de eigenschappen van boor zijn eigenlijk dichter bij silicium dan aluminium. Boor wordt meestal in de natuur gevonden in de samengestelde natriumtetraboraatdecahydraat, ook bekend als borax. Boorcarbide en kubisch boornitride behoren tot de moeilijkste materialen die bekend zijn. Boor is essentieel voor de biochemie van het plantenleven, en ultratrace hoeveelheden worden ook bij dieren gebruikt.
Boor heeft 13 bekende isotopen, waarvan twee, 10 B en 11 B, stabiel zijn. Ongeveer 80 procent van alle natuurlijk voorkomende boor is 11 B, waarbij 10 B de rest vormt. 10 B is zeer effectief bij het vangen van thermische neutronen en is dus effectief als stralingsscherm. De andere negen bekende isotopen zijn van korte duur, met een halfwaardetijd van milliseconden of zelfs minder.
De eigenschappen van boor geven het element en zijn verbindingen een aantal toepassingen. De sterkte van Boron maakt het waardevol in de ruimtevaartindustrie. Boorcarbide en kubisch boornitride zijn nuttig als industrieel schuurmiddel vanwege hun extreme hardheid en boorcarbide is ook opgenomen in moderne kogelvrije vesten en gepantserde voertuigen. Halfgeleiders gemaakt van stoffen zoals silicium, siliciumcarbide en germanium zijn gedoteerd met boor. De 10 B-isotoop van Boron wordt gebruikt in de stuurstangen en noodstopsystemen van de afscherming van kernreactoren en er wordt mee geëxperimenteerd voor gebruik in een vorm van radiotherapie genaamd boron-neutronen-afvangtherapie om kanker van het hoofd, de nek en de hersenen te behandelen.