Wikipedia

Bor

grundämne
För andra betydelser, se Bor (olika betydelser).

Bor (latin: borium) är ett halvmetalliskt grundämne med atomnummer 5 och kemiskt tecken[17] 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 bormineral har bildats genom naturlig indunstning av avstängda vattenmassor. Då förekommer bor som kernit eller borax (båda kristallvattenhaltiga natrium-borat-hydroxider), och dessa används för borutvinning.

Bor
Nummer
5 		Tecken
B 		Grupp
13 		Period
2 		Block
p

B
↓
Al 		Beryllium ← Bor → Kol
[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 atommassa10,81 [10,806–10,821][2][3] u
UtseendeSvart–brun
Fysikaliska egenskaper
Densitet2,08 g/cm3
AggregationstillståndFast
Smältpunkt2 349 K (2 076 °C)
Kokpunkt4 203 K (3 930 °C)[4]
Molvolym4,39 × 10−6 m³/mol
Smältvärme50,2 kJ/mol
Ångbildningsvärme508[4] kJ/mol
Specifik värmekapacitet1 260[5] J/(kg × K)
Molär värmekapacitet11,087 J/(mol × K)
Ångtryck
Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
Te. (K) 2 348 2 562 2 822 3 141 3 545 4 072
Atomära egenskaper
Atomradie90 pm
Kovalent radie84 pm
van der Waalsradie192[6] pm
Elektronaffinitet26,7 kJ/mol
JonisationspotentialFörsta: 800,6 kJ/mol
Andra: 2 427,1 kJ/mol
Tredje: 3 659,7 kJ/mol
Fjärde: 25 025,8 kJ/mol
(Lista)
Arbetsfunktion4,45[7] eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration[He] 2s2 2p1
e− per skal2, 3
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd3, 2, 1, −1, −5[8][9]
Oxider (basicitet)B2O3 (svagt sur)
Elektronegativitet2,04 (Paulingskalan)
2,051 (Allenskalan)
Diverse
KristallstrukturRomboedrisk
Kristallstruktur
Ljudhastighet16200 m/s
Termisk expansionβ-form: 5–7[10] µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga27,4 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet1,0 × 10−4 A/(V × m)
Elektrisk resistivitet106 nΩ × m (20 °C)
MagnetismDiamagnetisk[11]
Magnetisk susceptibilitet−1,9 × 10−5[12]
Kompressionsmodul320 GPa
Mohs hårdhet9½
Vickers hårdhet4,9 × 104 MPa
Identifikation
CAS-nummer7440-42-8
EG-nummer231-151-2
Pubchem5462311
RTECS-nummerED7350000
Historia
NamnursprungBorax, ett mineral.[13][14]
UpptäcktJoseph Louis Gay-Lussac & Louis Jacques Thénard[15] (30 juni 1808)
Första isolationHumphry 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-fraserH302
EU-märkning av farliga ämnen
EU-märkning enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)
Hälsovådlig
Hälsovådlig
(Xn)
R-fraserR22
NFPA 704

3
2
0
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Framställning

redigera

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.[18]

Historia

redigera

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.[18]

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 Jöns Jacob Berzelius bor som ett grundämne.[19]

Användning

redigera
 
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.

Ganska stora mängder bor i amorf form används inom pyroteknik (fyrverkerier) 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 flera former i kärnkraftverk och andra kärntekniska tillämpningar.

Bor används i stållegeringar för att göra legeringarna hårdare.

Bor används vid tillverkning av glas avsett att tåla stora variationer i temperatur.

De mycket hårda ämnena bornitrid och borkarbid, som framställs från bor, används bland annat som slipmedel och till skärande bearbetning. Bor förekommer också i den extremt hårda legeringen BAM (bor, aluminium, magnesium) som även har en friktion åtta gånger lägre än teflon.

I övrigt används borax för diverse rengöringsändamål och antiseptika.

Källor

redigera
  1. ^ van Setten, M.J.; Uijttewaal, M.A.; de Wijs, G.A.; de Groot, R.A. (2007). ”Thermodynamic stability of boron: The role of defects and zero point motion”. J. Am. Chem. Soc. 129 (9): sid. 2458–2465. doi:10.1021/ja0631246. PMID 17295480. Arkiverad från originalet den 28 april 2021. https://web.archive.org/web/20210428141308/https://pure.rug.nl/ws/portalfiles/portal/2796591/2007JAmChemSocvSetten.pdf. Läst 28 april 2021. 
  2. ^ ”CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2019”. IUPAC. https://www.ciaaw.org/atomic-weights.htm. Läst 18 februari 2021. 
  3. ^ Possolo, Antonio; van der Veen, Adrian M. H.; Meija, Juris; Hibbert, D. Brynn (4 januari 2018). ”Interpreting and propagating the uncertainty of the standard atomic weights (IUPAC Technical Report)”. Pure Appl. Chem. 90 (2): sid. 395–424. doi:10.1515/pac-2016-0402. https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/pac-2016-0402/html. Läst 28 april 2021.  Intervallet visar effekten av isotopsammansättningens normala variation.
  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. Arkiverad från originalet den 11 januari 2012. https://web.archive.org/web/20120111084341/http://bernath.uwaterloo.ca/media/125.pdf. 
  9. ^ Melanie Schroeder. ”Eigenschaften von borreichen Boriden und Scandium-Aluminium-Oxid-Carbiden” (på tyska). s. 139. Arkiverad från originalet den 2 april 2015. https://web.archive.org/web/20150402094025/https://www.deutsche-digitale-bibliothek.de/binary/KKUKEQ5AXZBNJVU7NJCHZB4UXT2HAGJE/full/1.pdf. Läst 2 november 2015. 
  10. ^ Holcombe Jr., C. E.; Smith, D. D.; Lorc, J. D.; Duerlesen, W. K.; Carpenter; D. A. (oktober 1973). ”Physical-Chemical Properties of beta-Rhombohedral Boron”. High Temp. Sci. 5 (5): sid. 349–357. 
  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://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf. Läst 2 november 2015  Arkiverad 12 januari 2012 hämtat från the Wayback Machine.
  12. ^ David R. Lide (red.): Properties of the Elements and Inorganic Compounds, sid. 4:142–4:147, i: CRC Handbook of Chemistry and Physics, uppl. 90 (internetversion: 2010), CRC Press / Taylor and Francis. De angivna värdena har här räknats om enligt SI.
  13. ^ Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table
  14. ^ – Online Etymological Dictionary
  15. ^ Gay Lussac, J.L. och 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. ^ Svenska Kemisamfundet, nomenklaturutskottet, Visste du att?, Kemin är ett teckenspråk [1]
  18. ^ [a b] Anders Lennartsson, Periodiska systemet, Studentlitteratur, 2011
  19. ^ Hjelm, Åke: "Nytt patent säkrar forskning vid ESS". Arkiverad 4 mars 2016 hämtat från the Wayback Machine. liu.se. Läst 2 maj 2015.

Externa länkar

redigera
Hämtad från ”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Bor&oldid=56166729”