Hva er egenskapene til Boron?

Bor er et kjemisk element med et atomnummer på fem og atomsymbolet B. Merkelige egenskaper ved bor inkluderer dens effektivitet ved nøytronfangst og den påfølgende effektiviteten til en av dens isotoper som et strålingsskjold; dens ekstreme hardhet, strekkfasthet og hardhet for flere borforbindelser; og eksistensen av flere borallotroper og polymorfer. Det er en metalloid med en standardatomvekt på 10.811. Den er fast ved romtemperatur, med et smeltepunkt på 2369 ° F (2369 ° F) og et kokepunkt på 7000 ° F ved atmosfæretrykk.

De fysiske egenskapene til bor avhenger av allotropen. Allotropes er forskjellige konfigurasjoner av det samme elementet, med atomer i elementet bundet sammen på forskjellige måter. De viktigste allotropene av bor kalles krystallinsk bor og amorf bor. Amorf bor, som er laget av icosahedral borkrystaller bundet sammen tilfeldig uten større totalstruktur, har form av et brunt pulver.

Krystallinsk bor er svart og ekstremt hardt. Det er diamantisk; i nærvær av et magnetfelt produserer det et eget magnetisk felt som resulterer i en avvisende effekt. Krystallinsk bor kan ordnes i fire forskjellige hovedkrystallinske strukturer, kalt polymorfer. Med et trykk på rundt 23 206 000 kilo per kvadrat tomme (ca. 160 gigapascals), skifter borons egenskaper og det blir en superleder.

Bor danner primært kovalente kjemiske bindinger og kan danne stabile molekylære nettverk. Det er medlem av aluminiumsfamilien, men egenskapene til bor er faktisk nærmere silisium enn aluminium. Bor finnes ofte i naturen i forbindelsen natriumtetraboratdekahydrat, også kjent som boraks. Borkarbid og kubisk bornitrid er blant de hardeste materialene som er kjent. Bor er viktig for plantelivets biokjemi, og ultratrakemengder brukes også i dyr.

Bor har 13 kjente isotoper, hvorav to, ¹⁰ B og ¹¹ B, er stabile. Omtrent 80 prosent av all naturlig forekommende bor er ¹¹ B, hvor ¹⁰ B utgjør resten. ¹⁰ B er svært effektiv til å fange opp termiske nøytroner og er så effektiv som et strålingsskjold. De andre ni kjente isotopene er kortvarige, med halveringstid på millisekunder eller enda mindre.

Egenskapene til bor gir elementet og dets forbindelser en rekke bruksområder. Borons styrke gjør det verdifullt i romfartsindustrien. Borkarbid og kubisk bornitrid er nyttige som industrielle slipemidler på grunn av deres ekstreme hardhet, og borkarbid er også integrert i moderne skuddsikre vester og pansrede kjøretøyer. Halvledere laget av stoffer som silisium, silisiumkarbid og germanium er dopet med bor. Borons ¹⁰ B-isotop brukes i kontrollstenger og nødavstengningssystemer for kjernereaktorer som skjermes, og blir eksperimentert for bruk i en form for strålebehandling kalt bor nøytronfangstterapi for å behandle kreft i hodet, nakken og hjernen.