Bor

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Bor
Nummer
5
Tecken
B
Grupp
13
Period
2
Block
p

B

Al
BerylliumBorKol
[He] 2s2 2p1
5B
   

β-trigonalt bor (termodynamiskt mest stabila allotrop)[1]
β-trigonalt bor (termodynamiskt mest stabila allotrop)[1]
Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa 10,81 (10,806–10,821)[2][3] u
Utseende Svart–brun
Fysikaliska egenskaper
Densitet 2,08 g/cm3
Aggregationstillstånd Fast
Smältpunkt 2349 K ​(2076 °C)
Kokpunkt 4203 K ​(3930 °C)[4]
Molvolym 4,39 × 10−6 m3/mol
Smältvärme 50,2 kJ/mol
Ångbildningsvärme 508[4] kJ/mol
Specifik värmekapacitet 1260[5] J/(kg × K)
Molär värmekapacitet 11,087 J/(mol × K)
Ångtryck
Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
Te. (K) 2348 2562 2822 3141 3545 4072
Atomära egenskaper
Atomradie 90 pm
Kovalent radie 84 pm
van der Waalsradie 192[6] pm
Elektronaffinitet 26,7 kJ/mol
Jonisationspotential Första: 800,6 kJ/mol
Andra: 2427,1 kJ/mol
Tredje: 3659,7 kJ/mol
Fjärde: 25025,8 kJ/mol
(Lista)
Arbetsfunktion 4,45[7] eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration [He] 2s2 2p1
e per skal 2, 3
Electron shell 005 Boron - no label.svg
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd 3, 2, 1, −1, −5[8][9]
Oxider (basicitet) B2O3 (svagt sur)
Elektronegativitet 2,04 (Paulingskalan)
2,051 (Allenskalan)
Diverse
Kristallstruktur Romboedrisk
Kristallstruktur
Ljudhastighet 16200 m/s
Termisk expansion β-form: 5–7[10] µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga 27,4 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet 1,0 × 10−4 A/(V × m)
Elektrisk resistivitet 106 × m (20 °C)
Magnetism Diamagnetisk[11]
Magnetisk susceptibilitet −1,9 × 10−5[12]
Kompressionsmodul 320 GPa
Mohs hårdhet 9,5
Vickers hårdhet 4,9 × 104 MPa
Identifikation
CAS-nummer 7440-42-8
EG-nummer 231-151-2
Pubchem 5462311
RTECS-nummer ED7350000
Historia
Namnursprung Borax, ett mineral.[13][14]
Upptäckt Joseph Louis Gay-Lussac & Louis Jacques Thénard[15] (30 juni 1808)
Första isolation Humphry Davy[16] (9 juli 1808)
Stabilaste isotoper
Huvudartikel: Borisotoper


Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP


8B
{syn.} 770 ms β+ + α 17,979 2 4He
9B
{syn.} 8,465 × 10−19 s p 0,54(21) × 10−3 8Be
10B
19,9 % Stabil
11B
80,1 % Stabil
12B
{syn.} 20,2 ms β 13,369 12C
β + α 8Be
13B
{syn.} 17,33 ms β 13,437 13C
β + n 12C


Säkerhetsinformation
Säkerhetsdatablad: Sigma-Aldrich
Globalt harmoniserat system för klassifikation och märkning av kemikalier
GHS-märkning enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)
07 – Skadlig
Skadlig
H-fraser H302
EU-märkning av farliga ämnen
EU-märkning enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)
Hälsovådlig
Hälsovådlig
(Xn)
R-fraser R22
NFPA 704

NFPA 704.svg

3
2
0
SI-enheter och STP används om inget annat anges.
För andra betydelser, se Bor (olika betydelser).

Bor (latin: borium) är ett halvmetalliskt grundämne med atomnummer 5 och den kemiska beteckningen B. Det rena grundämnet bor är en fast, svårsmält halvledare som bildar mycket hårda kristaller som är nära nog ogenomskinligt svartröda. Vid rumstemperatur är bor inte särskilt reaktivt. I naturen är bor ganska ovanligt, men koncentrerade bormineraler har bildats genom naturlig indunstning av avstängda vattenmassor. Då förekommer bor som kernit eller borax (hydrater av Na2B4O7), och dessa används för borutvinning.

Framställning[redigera | redigera wikitext]

Amorft bor framställs genom reduktion av boroxid (B2O3) med alkalimetaller och dylika reaktiva metaller. Vill man ha ett rent bor upphettas borbromid eller borjodid (BBr3, BI3) mot en volframtråd upphettad till över 800 °C.

Relativt orent bor erhålls genom reduktion av oxiden med magnesium, medan rent bor erhålls genom reduktion av bortriklorid med vätgas i gasfas. [17]

Historia[redigera | redigera wikitext]

Den svenska kemisten Torbern Bergman upptäckte 1785 att den välkända reaktionsprodukten mellan borax och mineralsyror i sig var en syra, som han gav namnet boraxsyra, senare benämnd borsyra. [17]

Bor i mycket oren form framställdes 1808 av fransmännen Louis Joseph Gay-Lussac och Louis Jacques Thénard, och samtidigt av engelsmannen Humphry Davy.

1824 identifierade Jacob Berzelius bor som ett grundämne.[18]

Användning[redigera | redigera wikitext]

När man blandar borsyra och metanol bildas en ester som brinner med kraftigt grön färg

Rena borfiber används till optiska ljusfiber i forskningsvärlden, och industriellt till armering i flyg- och rymdfart. Amorft bor används i fyrverkerier för att få grön färg. I övrigt används borax för diverse rengöringsändamål och antiseptika.

Ganska stora mängder bor används inom pyroteknik som bränsle och för att göra lågan grön.

Väldigt rent bor används i halvledare och termistorer. Borisotopen 10B är mycket bra på att absorbera neutroner och används därför i kärnkraftverk.

Bor används även i stållegeringar för att göra legeringarna hårdare och vid tillverkning av glas avsett att tåla stora variationer i temperatur.

Man framställer också de mycket hårda ämnena bornitrid och borkarbid från bor. Dessa använda bland annat som slipmedel.

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Van Setten et al. 2007, pp. 2460–1
  2. ^ Angegeben ist der von der IUPAC empfohlene Standardwert, da die Isotopenzusammensetzung dieses Elements örtlich schwanken kann, ergibt sich für das mittlere Atomgewicht der in Klammern angegebene Massenbereich. Siehe: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). In: Pure and Applied Chemistry. 2010, S. 1, doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14.
  3. ^ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  4. ^ [a b] Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  5. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  6. ^ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: J. Phys. Chem. A. 2009, 113, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
  7. ^ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
  8. ^ Zhang, K.Q.; Guo, B.; Braun, V.; Dulick, M.; Bernath, P.F. (1995). ”Infrared Emission Spectroscopy of BF and AIF”. J. Molecular Spectroscopy 170: sid. 82. doi:10.1006/jmsp.1995.1058. Bibcode1995JMoSp.170...82Z. http://bernath.uwaterloo.ca/media/125.pdf. 
  9. ^ Melanie Schroeder. ”Eigenschaften von borreichen Boriden und Scandium-Aluminium-Oxid-Carbiden” (på de). s. 139. https://www.deutsche-digitale-bibliothek.de/binary/KKUKEQ5AXZBNJVU7NJCHZB4UXT2HAGJE/full/1.pdf. 
  10. ^ Holcombe Jr., C. E.; Smith, D. D.; Lorc, J. D.; Duerlesen, W. K.; Carpenter; D. A. (October 1973). ”Physical-Chemical Properties of beta-Rhombohedral Boron”. High Temp. Sci. 5 (5): sid. 349–57. 
  11. ^ Lide, David R. (ed.) (2000). Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics. CRC press. ISBN 0849304814. http://web.archive.org/web/20120112012253/http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf 
  12. ^ Mall:CRC Handbook Die Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  13. ^ Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table
  14. ^ – Online Etymological Dictionary
  15. ^ Gay Lussac, J.L. and Thenard, L.J. (1808). ”Sur la décomposition et la recomposition de l'acide boracique”. Annales de chimie 68: sid. 169–174. http://books.google.com/books?id=e6Aw616K5ysC&pg=PA169. 
  16. ^ Davy H (1809). ”An account of some new analytical researches on the nature of certain bodies, particularly the alkalies, phosphorus, sulphur, carbonaceous matter, and the acids hitherto undecomposed: with some general observations on chemical theory”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 99: sid. 39–104. doi:10.1098/rstl.1809.0005. http://books.google.com/books?id=gpwEAAAAYAAJ&pg=PA140. 
  17. ^ [a b] Anders Lennartsson, Periodiska systemet, Studentlitteratur, 2011
  18. ^ Hjelm, Åke: "Nytt patent säkrar forskning vid ESS". liu.se. Läst 2 maj 2015.

Se även[redigera | redigera wikitext]