Jakie są właściwości boru?
Bor jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej pięciu i symbolu atomowym B. Godne uwagi właściwości boru obejmują jego skuteczność w wychwytywaniu neutronów i wynikającą z tego skuteczność jednego z jego izotopów jako osłony przed promieniowaniem; jego ekstremalna twardość, wytrzymałość na rozciąganie i twardość kilku związków boru; oraz istnienie kilku alotropów i polimorfów boru. Jest to metaloid o standardowej masie atomowej 10,811. Jest stały w temperaturze pokojowej, z temperaturą topnienia 2349 ° K (3769 ° F) i temperaturą wrzenia 4200 ° K (7101 ° F) pod ciśnieniem atmosferycznym.
Fizyczne właściwości boru zależą od jego alotropu. Allotropy to różne konfiguracje tego samego pierwiastka, z atomami tego pierwiastka związanymi ze sobą na różne sposoby. Główne alotropy boru nazywane są borem krystalicznym i borem amorficznym. Amorficzny bor, który jest utworzony z dwudziestościennych kryształów boru związanych ze sobą losowo bez większej ogólnej struktury, przyjmuje postać brązowego proszku.
Krystaliczny bor jest czarny i niezwykle twardy. Jest diamagentyczny; w obecności pola magnetycznego wytwarza własne pole magnetyczne, które powoduje efekt odpychający. Krystaliczny bor może być ułożony w cztery różne główne struktury krystaliczne, zwane polimorfami. Począwszy od ciśnień około 23 206 000 funtów siły na cal kwadratowy (około 160 gigapaskali), właściwości boru zmieniają się i staje się on nadprzewodnikiem.
Bor tworzy przede wszystkim kowalencyjne wiązania chemiczne i może tworzyć stabilne sieci molekularne. Jest członkiem rodziny aluminium, ale właściwości boru są bliższe krzemowi niż aluminium. Bor najczęściej występuje w naturze w złożonym dekahydracie tetraboranu sodu, znanym również jako boraks. Węglik boru i sześcienny azotek boru należą do najtwardszych znanych materiałów. Bor jest niezbędny do biochemii życia roślin, a także ilości ultracace są stosowane również u zwierząt.
Bor ma 13 znanych izotopów, z których dwa, 10 B i 11 B, są stabilne. Około 80 procent całego naturalnie występującego boru wynosi 11 B, a 10 B stanowi resztę. 10 B jest bardzo skuteczny w wychwytywaniu neutronów termicznych, a zatem jest skuteczny jako osłona radiacyjna. Pozostałe dziewięć znanych izotopów jest krótkotrwałych, z okresem półtrwania w milisekundach lub nawet krótszym.
Właściwości boru nadają pierwiastkowi i jego związkom wiele zastosowań. Siła boru sprawia, że jest cenny w przemyśle lotniczym. Węglik boru i sześcienny azotek boru są użyteczne jako przemysłowe materiały ścierne ze względu na ich ekstremalną twardość, a węglik boru jest również stosowany w nowoczesnych kamizelkach kuloodpornych i pojazdach opancerzonych. Półprzewodniki wykonane z substancji takich jak krzem, węglik krzemu i german są domieszkowane borem. Izotop 10 B boru jest stosowany w prętach kontrolnych i systemach awaryjnego wyłączania ekranów reaktorów jądrowych i jest eksperymentowany z zastosowaniem w formie radioterapii zwanej terapią wychwytywania neutronów boru w leczeniu nowotworów głowy, szyi i mózgu.