Boro
Keywords: Boro, 1808, 1824, 1909, 300 adC, Abundancia natural, Aislante eléctrico, Aluminio
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| General | |||||||||||||||||||
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| Nombre, símbolo, número | Boro, B, 5 | ||||||||||||||||||
| Serie química | Metaloides | ||||||||||||||||||
| Grupo, periodo, bloque | 13, 2 , p | ||||||||||||||||||
| Densidad, dureza Mohs | 2460 kg/m3, 9,3 | ||||||||||||||||||
| Apariencia | Negro 125px | ||||||||||||||||||
| Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||
| Peso atómico | 10,811 uma | ||||||||||||||||||
| Radio medio† | 85 pm | ||||||||||||||||||
| Radio atómico calculado | 87 pm | ||||||||||||||||||
| Radio covalente | 82 pm | ||||||||||||||||||
| Radio de Van der Waals | Sin datos | ||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [He]2s22p1 | ||||||||||||||||||
| Estado de oxidación (óxido) | 3 (levemente ácido) | ||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | Romboédrica | ||||||||||||||||||
| Propiedades físicas | |||||||||||||||||||
| Estado de la materia | Solid (no magnético) | ||||||||||||||||||
| Punto de fusión | 2349 K | ||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 4200 K | ||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporización | 489,7 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Entalpía de fusión | 50,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Presión de vapor | 0,348 Pa a 2573 K | ||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido | 16200 m/s a 293,15 K | ||||||||||||||||||
| Información diversa | |||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 2,04 (Pauling) | ||||||||||||||||||
| Calor específico | 1026 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||
| Conductividad eléctrica | 1,0 x 10-4 m-1·Ω-1 | ||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 27,4 W/(m·K) | ||||||||||||||||||
| 1° potencial de ionización | 800,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 2° potencial de ionización | 2427,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 3° potencial de ionización | 3659,7 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 4° potencial de ionización | 25025,8 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 5° potencial de ionización | 32826,7 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Isótopos más estables | |||||||||||||||||||
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| Valores en el SI y en condiciones normales (0 ºC y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. †Calculado a partir de distintas longitudes de enlace covalente, metálico o iónico. |
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El boro es un elemento químico de la tabla periódica que tiene el símbolo B y número atómico 5. Es un elemento metaloide, semiconductor, trivalente que existe abundantemente en el mineral bórax. Hay dos alotropos del boro; el boro amorfo es un polvo marrón, pero el boro metálico es negro. La forma metálica es dura (9,3 en la escala de Mohs) y es un mal conductor a temperatura ambiente. No se ha encontrado libre en la naturaleza.
| Tabla de contenidos |
Características principales
El boro es un elemento con vacantes electrónicas en el orbital p; por ello presenta una acusada apetencia de electrones, de modo que sus compuestos se comportan a menudo como ácidos de Lewis, reaccionando con rapidez con sustancias ricas en electrones.
Entre las características ópticas de este elemento, se incluye la transmisión de radiación infrarroja. A temperatura ambiente, su conductividad eléctrica es pequeña, pero es buen conductor de la electricidad a alta temperatura.
Este metaloide tiene la más alta resistencia a la tracción entre los elementos químicos conocidos; el material fundido con arco tiene una resistencia mecánica entre 1600 y 2400 MPa.
El nitruro de boro, un aislante eléctrico que conduce el calor tan bien como los metales, se emplea en la obtención de materiales tan duros como el diamante. El boro tiene además cualidades lubricantes similares al grafito y comparte con el carbono la capacidad de formar redes moleculares mediante enlaces covelentes estables.
Aplicaciones
El compuesto de boro de mayor importancia económica es el bórax que se emplea en grandes cantidades en la fabricación de fibra de vidrio aislante y perborato de sodio. Otros usos incluyen:
- Las fibras de boro usadas en aplicaciones mecánicas especiales, en el ámbito aeroespacial, alcanzan resistencias mecánicas de hasta 3600 MPa.
- El boro amorfo se usa en fuegos artificiales por su color verde.
- El ácido bórico se emplea en productos textiles.
- Los compuestos de boro tienen muchas aplicaciones en la síntesis orgánica y en la fabricación de cristales de borosilicato.
- Algunos compuestos se emplean como conservantes de la madera, siendo de gran interés su uso por su baja toxicidad.
- El B-10 se usa en el control de los reactores nucleares, como escudo frente a las readiaciones y en la detección de neutrones.
Los hidruros de boro se oxidan con facilidad liberando gran cantidad de energía por lo que se ha estudiado su uso como combustible de cohetes.
Historia
Los compuestos de boro (del árabe buraq y éste del persa burah) se conocen desde hace miles de años. En el antiguo Egipto la momificación dependía del natrón, un mineral que contenía boratos y otras sales comunes. En China se usaban ya cristales de bórax hacia el 300 adC, y en la antigua Roma compuestos de boro en la fabricación de cristal.
En 1808 Humphry Davy, Gay-Lussac y L. J. Thenard obtuviern boro con una pureza del 50% aproximadamente, aunque ninguno de ellos reconoció la sustancia como un nuveo elemento, cosa que haría Jöns Jacob Berzelius en 1824. El boro puro fue producido por primera vez por el químico estadounidense W. Weintraub en 1909.
Abundancia y obtención
Los Estados Unidos de América (desierto de Mojave, en California) y Turquía son los mayores productores de boro. El elemento se encuentra combinado en bórax, ácido bórico, colemanita, kernita, ulexita y boratos. El ácido bórico se encuentra a veces en las agua volcánicas. La ulexita es un mineral que de forma natural presenta las propiedades de la fibra óptica.
El boro puro es difícil de preparar; los primeros métodos usados requerían la reducción del óxido con metales como el magnesio o aluminio, pero el producto resultante casi siempre se contaminaba. Puede obtenerse por reducción de halogenuros de boro volátiles con hidrógeno a alta temperatura.
Isótopos
En la naturaleza se encuentran dos isótopos de boro, B-11 (80,1%) y B-10 (19,9%).
Precauciones
Ni el boro ni los boratos son tóxicos; sin embargo algunos de los más exóticos compuestos de boro e hidrógenos son tóxicos y han de manipularse con cuidado.