Boro

Boro
Berílio ← Boro → Carbono     5 B                                                                                                                                                                                                                                           ↑ B ↓ Al Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
marrom, preto Pedaços de boro de 99,7% de pureza.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Boro, B, 5
Série química	semimetal
Grupo, período, bloco	13 (IIIA), 2, s
Densidade, dureza	2460 kg/m3, 9,3
Número CAS
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica	10,811(7) u
Raio atómico (calculado)	87 pm
Raio covalente	82 pm
Raio de Van der Waals	192 pm
Configuração electrónica	1s2 2s2 2p1
Elétrons (por nível de energia)	2, 3 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	4, 3, 2, 1 (óxido ligeiramente ácido)
Óxido
Estrutura cristalina	tetragonal
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	2348 K
Ponto de ebulição	4273 K
Entalpia de fusão	50,2 kJ/mol
Entalpia de vaporização	489,7 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	4,85×10-6 m3/mol
Pressão de vapor	0,348
Velocidade do som	16200 m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	2,04
Calor específico	1026 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	S/m
Condutividade térmica	27,4 W/(m·K)
1º Potencial de ionização	800,6 kJ/mol
2º Potencial de ionização	2427,1 kJ/mol
3º Potencial de ionização	3659,7 kJ/mol
4º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização4}}} kJ/mol
5º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização5}}} kJ/mol
6º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização6}}} kJ/mol
7º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização7}}} kJ/mol
8º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização8}}} kJ/mol
9º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização9}}} kJ/mol
10º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização10}}} kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 10B 19,9% estável com 5 neutrões 11B 80,1% estável com 6 neutrões
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O boro é um elemento químico de símbolo B , número atômico 5 ( 5 prótons e 5 elétrons ) com massa atómica 11 u. É um sólido na temperatura ambiente, classificado como semimetal ou metalóide, semicondutor, tri valente que existe abundantemente no mineral bórax. Apresenta dois alótropos: boro amorfo que é um pó marrom e boro metálico, cristalino, que é negro.

A forma metálica é dura (9,3 na escala de Mohs) e é um mau condutor à temperatura ambiente. Não foi encontrado boro livre na natureza.

Fibras de boro são usadas em aplicações mecânicas especiais , como no âmbito aeroespacial.

O boro foi identificado como elemento químico por Jöns Jacob Berzelius em 1824.

Características principais

O boro é um elemento que, na configuração eletrônica normal, apresenta na camada de valência orbitais p incompleto e vazios ( 2p_x¹ - 2p_y⁰ - 2p_z⁰ ); justificando a forte tendência de ganhar elétrons. Por isso, que seus compostos se comportam como ácidos de Lewis, reagindo rapidamente com substâncias ricas em elétrons.

O boro arde com chama verde e entre as características ópticas deste elemento, se incluí a transmissão de radiação infravermelha. Na temperatura ambiente sua condutividade elétrica é pequena, porém é bom condutor de eletricidade em temperaturas altas.

Este metaloide tem a maior resistência à tração entre os elementos químicos conhecidos; o material fundido com arco tem uma resistência mecânica entre 1600 e 2400 MPa.

O nitreto de boro é um isolante elétrico, porém conduz o calor tão bem quanto os metais. É empregado na obtenção de materiais tão duros quanto o diamante. O boro tem, também, qualidades lubrificantes similares ao grafite e, comporta-se como o carbono na capacidade de formar redes moleculares através de ligações covalentes estáveis.

Aplicações

O composto de boro de maior importância econômica é o bórax, empregado em grandes quantidades para a fabricação de fibras de vidro e perborato de sódio.

O Boro é usado em reatores nucleares com a função de materiais de controle, é usado para controlar e até mesmo finalizar a reação de fissão nuclear em cadeia, pois o Boro é um ótimo absorvente de Nêutrons. Outros usos:

• Fibras de boro são usadas em aplicações mecânicas especiais , como no âmbito aeroespacial. Alcançam resistências mecânicas de até 3600 MPa.
• O boro amorfo é usado em fogos de artifício devido a coloração verde que produz.

História

Alguns compostos de boro (do árabe buraq, e este do persa burah) são conhecidos há milhares de anos. No antigo Egito, a mumificação dependia do natron, um mineral que contém boratos e outros sais comuns. Na China, os cristais de bórax eram usados desde 300 a.C. e na Roma antiga compostos de boro eram usados para a fabricação de cristais.

Em 1808, Humphry Davy, J. L. Gay-lussac e L. J. Thenard obtiveram o boro com uma pureza de aproximadamente 50%. Nenhum deles reconheceu a substância como um novo elemento, identificado como tal por Jöns Jacob Berzelius em 1824. O boro puro foi obtido pela primeira vez pelo químico estadunidense W. Weintraub em 1909.

Abundância e obtenção

Os Estados Unidos de América (deserto de Mojave, California) e Turquia são os maiores produtores mundiais de boro. O elemento encontra-se combinado no bórax, ácido bórico , colemanita, kernita, ulexita e boratos. O ácido bórico é encontrado, em geral, nas águas vulcânicas. A ulexita é um mineral que, de forma natural, apresenta as propriedades da fibra óptica.

O boro puro é difícil de ser obtido. Um dos primeiros métodos usados era a redução do óxido bórico com metais como magnésio ou alumínio, porém, o produto resultante quase sempre estava contaminado. Pode-se obtê-lo, também, por redução de halogenetos de boro voláteis com hidrogênio ou vapor de sódio em altas temperaturas. No segundo método obtém-se boro puro na forma cristalina.

Nutrição

Fontes alimentares: frutas secas, amêndoas, folhas verde escuras, suco de uva, feijões, maçãs e pêras. Carne e peixe não contém quantidade significativa de boro

Necessidades diárias: Por volta de 1 mg, sendo que 3 mg melhora a absorção de cálcio.

Super dosagem: 1 a 10 mg por dia é considerado seguro, ingestões superiores, como de 50 mg podem ser tóxicas.

Isótopos

Na natureza são encontrados dois isótopos de boro: B-11 (80,1%) e B-10 (19,9%).

Precauções

O boro e os boratos não são tóxicos; entretanto, alguns compostos de boro e hidrogênio são tóxicos e devem ser manipulados com cuidado.