Boro ( ˈbɔərɒn ) es un elemento químico con el número atómico 5 y el B del símbolo químico. El boro es un elemento no-metálico trivalente que ocurre abundante en el bórax de los minerales de la evaporita y el Ulexite . El boro nunca se encuentra como elemento libre en naturaleza.
Varios alótropos del boro existen; El boro amorfo es un polvo marrón, aunque el boro cristalino es negro, duro (9.3 en la escala de Mohs), y un conductor débil en la temperatura ambiente.
El boro elemental se utiliza como un dopante en la industria del semiconductor, mientras que el boro compone papeles importantes del juego como los materiales estructurales ligeros, los insecticidas no tóxicos y preservativos, y reactivo para la síntesis química.
El boro es un alimento esencial de la planta, aunque las concentraciones del suelo de > 1.0 PPM puedan causar necrosis marginal y de la extremidad en hojas tan bien como funcionamiento total pobre del crecimiento. Niveles de hasta sólo 0.8 PPM pueden hacer a éstos los mismos síntomas aparecer en las plantas particularmente sensibles al boro en el suelo. Casi todas las plantas, incluso ésas algo tolerantes del boro en el suelo, demostrarán por lo menos algunos síntomas de la toxicidad del boro cuando el boro en el suelo es mayor de 1. Cuando el boro en el suelo excede 2.0 PPM, pocas plantas se realizarán bien. Las plantas sensibles al boro en el suelo pueden no sobrevivir. Cuando los niveles del boro en el tejido vegetal se exceden 200 síntomas del PPM de la toxicidad del boro son probables aparecer. Como elemento de Ultratrace, el boro es necesario para la salud óptima de animales, aunque su papel fisiológico en animales es mal entendido.
Características
El boro amorfo de Brown es un producto de ciertas reacciones químicas. Contiene los átomos del boro enlazados aleatoriamente el uno al otro sin orden de la gama larga.El boro cristalino, un material negro muy duro con un punto de fusión elevada, existe en muchos organismos polimorfos . Dos formas romboédricas, el α-boro y β-boron conteniendo 12 y 106.7 átomos en la célula de unidad romboédrica respectivamente, y 50 boro tetragonal del átomo son las tres formas cristalinas caracterizadas.
Las características ópticas del boro cristalino/elemental incluyen la transmitencia de luz infrarroja . En las temperaturas estándar, el boro elemental es un conductor eléctrico pobre, pero es un buen conductor eléctrico en las temperaturas altas.
Químicamente el boro es el electrón - deficiente, poseyendo un vacante p-orbital. Los compuestos del boro se comportan a menudo como ácidos de Lewis que enlazan fácilmente con las sustancias electrón-ricas para compensar la deficiencia de electrón del boro. Las reacciones del boro son dominadas por tal requisito para los electrones. También, el boro es el menos no metal electronegativo, significando que es generalmente oxidado (pierde electrones) en reacciones.
El boro es también similar al carbón con su capacidad formar redes moleculares covalente enlazadas estables . El boro también se utiliza para las aleaciones a prueba de calor. El boro forma un B poliatómico (II), tal como B2F4.
Usos
En automóviles: se propone que reaccionando el agua con boro elemental, el hidrógeno se podría producir para ser quemado en un motor de combustión interna o para ser alimentado a una pila de combustible para generar electricidad.
espectroscopia de 10B y de 11B RMN
10B (el 18.8 por ciento) y 11B (el 81.2 por ciento) poseen la vuelta nuclear ; el de boron-10 tiene un valor de 3 y el de boron-11, 3/2. Estos isótopos son, por lo tanto, de uso en espectroscopia de resonancia magnética nuclear ; y los espectrómetros se adaptaron especialmente a detectar el núcleo boron-11 están disponibles comercialmente. Los núcleos boron-10 y boron-11 también causan partir en las resonancias de núcleos atados.
Boro agotado B-10
El isótopo de 10B es bueno en la captura de los neutrones termales de la radiación cósmica . Entonces experimenta la fisión - producir un rayo gama, una partícula alfa, y un ion del litio . Cuando esto sucede dentro de un circuito integrado, los productos de fisión pueden entonces descargar la carga en las estructuras próximas de la viruta, causando la pérdida de los datos (pedacito que mueve de un tirón, o acontecimiento trastornado el solo). En semiconductor crítico diseña, el boro agotado - consistiendo casi enteramente en 11B-is usado para evitar este efecto, como una de medidas del endurecimiento de radiación . 11B es un subproducto de la industria nuclear . 11boron es también un candidato como combustible para la fusión de Aneutronic.
B-10 enriqueció el boro
El isótopo de 10B es bueno en la captura de los neutrones termales y esta calidad se ha utilizado en blindar de radiación y en la terapia de la captura de neutrón del boro donde un tumor se trata con un compuesto que contiene 10B se ata a un músculo, y al paciente tratado con una dosis relativamente baja de los neutrones termales que se encienden causar la radiación alfa enérgia y de corto alcance en el tejido tratado con el isótopo del boro.En reactores nucleares, 10B se utiliza para el control de la reactividad y en sistemas de la parada emergency. Puede servir la función bajo la forma de barras del Borosilicate o como ácido bórico . En los reactores de agua a presión el ácido bórico se agrega al líquido refrigerador de reactor cuando la planta se cierra para el reaprovisionamiento. Entonces se filtra lentamente hacia fuera durante muchos meses como se consume el material fisible y el combustible llega a ser menos reactivo.
En futuro la nave espacial interplanetaria servida, 10B tiene un papel teórico pues el material estructural (como material de las fibras de boro o del nanotube de los BN) que también serviría un papel especial en el protector de la radiación. Una de las dificultades haciendo frente a los rayos cósmicos que son sobre todo protones de la alta energía, es que una cierta radiación secundaria de la interacción de rayos cósmicos y de materiales estructurales de la nave espacial, está bajo la forma de neutrones del desconchado de la alta energía. Tales neutrones se pueden moderar por los materiales arriba en elementos ligeros tales como polietileno estructural, pero los neutrones moderados continúan siendo un peligro de radiación a menos que estén absorbidos activamente de una manera que descargue la energía de la absorción en blindar, lejana de sistemas biológicos. Entre los elementos ligeros que absorben los neutrones termales, 6Li y 10B aparecen mientras que los materiales estructurales de la nave espacial potencial capaces de hacer deber doble a este respecto.
Tendencia del mercado
La consumición global estimada del boro se levantó a 1.8 millones de toneladas de registro de B2O3 en 2005 después de un período de crecimiento fuerte en demanda de Asia, de Europa y de Norteamérica. Se consideran las capacidades de la explotación minera y de refinado del boro de ser adecuadas resolver niveles previstos de crecimiento con la década próxima. La forma en la cual se consume el boro ha cambiado estos últimos años. El uso de minerales sacados provecho como el Colemanite ha disminuido después de preocupaciones por el contenido arsénico . Los consumidores se han movido hacia el uso de los boratos o del ácido bórico refinados que tienen un contenido más bajo del agente contaminador.La demanda cada vez mayor para el ácido bórico ha llevado a un número de productores a invertir en capacidad adicional. La mina de Eti abrió nuevas 100.000 toneladas por capacidad del año que la planta del ácido bórico en Emet en 2003. Río Tinto aumentó la capacidad de su planta del boro a partir de 260.000 toneladas por año en 2003 a 310.000 toneladas por año en el mayo de 2005, con planes de crecer esto a 366.000 toneladas por año en 2006.
Los productores chinos del boro han no podido cubrir rápido la demanda creciente para los boratos de la alta calidad. Esto ha llevado a las importaciones del tetraborato disódico que crecían por un de cien veces entre 2000 y 2005 y el ácido bórico importa el aumento en el 28% por año durante el mismo período.
La subida de la demanda global ha sido conducida por altas tasas de crecimiento en la fibra de vidrio y la producción del borosilicate. Un aumento rápido en la fabricación de fibra de vidrio del refuerzo-grado en Asia con un aumento consiguiente en la demanda para los boratos ha compensado el desarrollo de la fibra de vidrio boro-libre del refuerzo-grado en Europa y los E. Las subidas recientes de costes de la energía se pueden esperar para llevar al mayor uso de la fibra de vidrio del aislamiento-grado, con crecimiento consiguiente en el uso del boro.
El grupo asesor de Roskill pronostica que la demanda del mundo para el boro crecerá por 3.4% por año para alcanzar 21 millones de toneladas antes de 2010. Se espera que el crecimiento más alto de la demanda sea en Asia en donde la demanda podría aumentar en un 5.
Compuestos del boro
considera también:
Los compuestos lo más económicamente posible importantes del boro
pentahidrato del tetraborato del sodio ( O 7 del Na 2B4 · 5 H2O ), que se utiliza en granes cantidades en la fabricación de la fibra de vidrio aislador y del blanqueo del perborato del sodio,
Ácido de Orthoboric ( O 3 H 3B) o ácido bórico, usado en la producción de la fibra de vidrio de la materia textil y pantallas planas o gotas de ojo entre muchas aplicaciones, y
Decahidrato del tetraborato del sodio ( O 7 del Na 2B4 · 10 H2O ) o bórax, usado en la producción de pegamentos, en sistemas anticorrosión y mucho otro aplicaciones.
El nitruro del boro es un material en el cual el electrón adicional del nitrógeno (con respecto al carbón) en cierto modo compensa la deficiencia del boro de un electrón.
El boro reacciona con el amoníaco en las temperaturas altas para dar un llamado compuesto Borazole (B3N3H6), también conocido como benceno inorgánico.
De varios cientos de las aplicaciones de los compuestos del boro, especialmente aplicaciones de la persona notable
El boro del
es un microalimento esencial de la planta.
Debido a su llama verde distintiva, el boro amorfo se utiliza en llamaradas pirotécnicas.
El ácido bórico es un compuesto importante usado en productos de materia textil.
El ácido bórico también se utiliza tradicionalmente como insecticida, notablemente contra hormigas, pulgas, y cucarachas.
El bórax se encuentra a veces en detergente de lavadero.
Los filamentos del boro son los materiales de alta resistencia, ligeros que se utilizan principalmente para las estructuras aeroespaciales avanzado como componente de los materiales compuestos así como consumidor de producción limitada y mercancías sporting tales como clubs de golf y barras de pesca
Se utiliza el boro mientras que un deprimente del punto de fusión en níquel-cromo suelda las aleaciones.
La mezcla del boro se utiliza como material enérgio con densidad de energía muy alta como los combustibles de Rocket y los motores de jet
Los compuestos del boro demuestran promesa en tratar la artritis .
El compuesto más duro del boro
considera también:
l diboride del renio El compuesto más duro del boro se crea sintético. El diboride (ReB2) del renio puede rasguñar realmente el diamante, dándole más alto una fila de 10 en la escala de Mohs de la dureza mineral y haciendo le uno de las tres sustancias más duras conocido por el hombre - los otros dos que son el fullerite de Ultrahard y los nanorods agregados del diamante.
Historia
Los compuestos del boro ( árabe Buraq del persa Burah del turco Bor ) se han sabido para de millares de años. En Egipto temprano, la momificación dependió de un mineral conocido como Natron, que contuvo los boratos así como algunas otras sales comunes. Los esmaltes del bórax fueron utilizados en el China a partir del ANUNCIO el 300, y los compuestos del boro fueron utilizados en vidriería en Roma antigua.El elemento no fue aislado hasta el 1808 con el Humphry Davy del sir, el José Louis de Gay-Lussac, y el Louis Jacques Thénard, al cerca de 50 por ciento de pureza, con la reducción del ácido bórico con el sodio o el magnesio . Estos hombres no reconocieron la sustancia como elemento. Era Jöns Jacobo Berzelius en 1824 quién identificó el boro como elemento. El primer boro puro fue producido por el químico americano W. Weintraub en 1909, aunque esto sea disputada por algunos investigadores.
Se piensa que el boro desempeña varios papeles bioquímicos en animales, incluyendo seres humanos.
Ocurrencia
El Turquía y el Estados Unidos son los productores más grandes del mundo del boro. Turquía tiene casi 63% del potencial del boro del mundo y de las reservas del boro. El boro no aparece en naturaleza en forma elemental sino se encuentra combinado en el bórax, ácido bórico, Colemanite, Kernite, Ulexite y el ácido bórico de los boratos se encuentra a veces en aguas de manatial volcánicas . Ulexite es un mineral del borato que tiene naturalmente características de la óptica de fibras .
Las fuentes económicamente importantes son del rasorite del mineral (kernite) y tincal (mineral del bórax) que ambos se encuentran en el desierto de Mojave California, con el bórax siendo la fuente más importante allí. Los depósitos más grandes del bórax se encuentran en el central y occidental Turquía incluyendo las provincias Eskişehir, Kütahya y Balıkesir .
Incluso se sabe un antibiótico natural, Boromycin boro-que contiene, aislado de los Streptomyces .
El boro elemental puro no es fácil de prepararse. Los métodos más tempranos usados implican la reducción del óxido bórico con los metales tales como magnesio o aluminio . Sin embargo el producto se contamina casi siempre con los boruros del metal (la reacción es absolutamente espectacular sin embargo.) El boro puro puede ser preparado reduciendo las halógenos volátiles del boro con el hidrógeno en las temperaturas altas. El boro alto puro, para el uso en industria del semiconductor, es producido por la descomposición Diborane en las temperaturas altas y después purificado más lejos con el Czochralski de proceso.
Alimento
El boro ocurre en todos los alimentos producidos de las plantas. Puesto que se ha discutido 1989 su valor alimenticio. El Ministerio de Agricultura de los E. condujo un experimento en el cual las mujeres posmenopáusicas tomaron a 3 el magnesio del boro al día. Los resultados demostraron que el boro puede reducir la excreción del calcio por el 44%, y activan el estrógeno y la vitamina D.El instituto nacional de los E. de la salud cotiza esta fuente: el producto diario del boro del total del en las dietas normales del ser humano se extiende a partir 2.3 del peso corporal del magnesio boron/kg (bw)/día. " Boron" total;.
El considera también: Minerales del borato.
Cuantificación analítica
Para la determinación del contenido del boro en alimento o materiales se utiliza el método colorimétrico de la curcumina . El boro tiene que ser transferido al ácido bórico o los boratos y en la reacción con la curcumina en la solución ácida un complejo coloreado rojo del quelato del boro, Rosocyanine, se forman.
Isótopos
El boro tiene dos naturales e isótopos estables 11B (80.1%) y 10B (19. La diferencia de la masa da lugar a una amplia gama de los valores de δ11B en aguas naturales, extendiéndose a partir de la -16 a +59. Hay 13 isótopos sabidos de boro, el isótopo corto-vivo es 7B que decae con la emisión del protón y el decaimiento alfa .26500x10-22 s . El fraccionamiento isotópico del boro es controlado por las reacciones de intercambio de la especie B ( O [[el hidrógeno H]]) 3 y B (OH) 4 del boro. Los isótopos del boro también se fraccionan durante la cristalización mineral, durante cambios de fase de H2O en sistemas hidrotérmicos, y durante la alteración hidrotérmica de la roca . El retiro preferencial de la 3ultima especie del efecto del ion de 10B (OH) 4 sobre resultados de las arcillas en las soluciones enriquecidas en 11B (OH) 3 puede ser responsable del enriquecimiento grande de 11B en agua de mar concerniente a la corteza oceánica y a la corteza continental ; esta diferencia puede actuar como firma isotópica .El 17B exótico exhibe un halo nuclear .
Precauciones
El boro elemental es no tóxico y los compuestos comunes del boro tales como boratos y ácido bórico tienen toxicidad baja (aproximadamente similar a la sal de tabla con la dosis mortal que es 2 a 3 gramos por el kilogramo) y por lo tanto no requieren precauciones especiales mientras que dirigen. Algunos de los compuestos más exóticos del hidrógeno del boro, sin embargo, son tóxico de así como alto el inflamable y requieren cuidado de dirección especial.
Ver también
Deficiencia del boroÁcido Boronic
Acoplador de Suzuki
reacción de la Hydroboration-oxidación
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