Care sunt proprietățile borului?

Borul este un element chimic cu un număr atomic de cinci și simbolul atomic B. Proprietățile notabile ale borului includ eficiența sa la captarea neutronilor și eficacitatea în consecință a unuia dintre izotopii săi ca scut de radiații; duritatea sa extremă, rezistența la tracțiune și duritatea mai multor compuși de bor; și existența mai multor alotropi și polimorfi de bor. Este un metaloid cu o greutate atomică standard de 10.811. Este solid la temperatura camerei, cu un punct de topire de 3769°F (2349°K) și un punct de fierbere de 7101°F (4200°K) la presiunea atmosferică.

Proprietățile fizice ale borului depind de alotropul său. Alotropii sunt configurații diferite ale aceluiași element, cu atomii elementului legați împreună în moduri diferite. Principalii alotropi ai borului se numesc bor cristalin și bor amorf. Borul amorf, care este format din cristale icosaedrice de bor legate între ele la întâmplare, fără o structură generală mai mare, ia forma unei pulberi maro.

Borul cristalin este negru și extrem de dur. Este diamagent; în prezența unui câmp magnetic, produce un câmp magnetic propriu care are ca rezultat un efect repulsiv. Borul cristalin poate fi aranjat în patru structuri cristaline majore diferite, numite polimorfe. Pornind de la presiuni de aproximativ 23,206,000 de lire-forță pe inch pătrat (aproximativ 160 gigapascali), proprietățile borului se schimbă și devine un supraconductor.

Borul formează în principal legături chimice covalente și poate forma rețele moleculare stabile. Este un membru al familiei aluminiului, dar proprietățile borului sunt de fapt mai apropiate de siliciu decât de aluminiu. Borul se găsește cel mai frecvent în natură în compusul tetraborat de sodiu decahidrat, cunoscut și sub numele de borax. Carbura de bor și nitrura de bor cubică sunt printre cele mai dure materiale cunoscute. Borul este esențial pentru biochimia vieții plantelor, iar cantitățile ultraurme sunt utilizate și la animale.

Borul are 13 izotopi cunoscuți, dintre care doi, 10B și 11B, sunt stabili. Aproximativ 80% din tot borul natural este 11B, restul fiind compus din 10B. 10B este foarte eficient la captarea neutronilor termici și, prin urmare, este eficient ca scut de radiații. Ceilalți nouă izotopi cunoscuți sunt de scurtă durată, cu timpi de înjumătățire de milisecunde sau chiar mai puțin.

Proprietățile borului conferă elementului și compușilor săi o serie de utilizări. Puterea borului îl face valoros în industria aerospațială. Carbura de bor și nitrura de bor cubică sunt utile ca abrazivi industriali datorită durității lor extreme, iar carbura de bor este, de asemenea, încorporată în vestele antiglonț și vehiculele blindate moderne. Semiconductorii fabricați din substanțe precum siliciul, carbura de siliciu și germaniul sunt dopați cu bor. Izotopul 10B al borului este utilizat în tijele de control și sistemele de oprire de urgență ale ecranelor reactoarelor nucleare și este experimentat pentru utilizare într-o formă de radioterapie numită terapie de captare a neutronilor cu bor pentru a trata cancerele de cap, gât și creier.