Bor

Bor (latin: borium) är ett halvmetalliskt grundämne med atomnummer 5 och kemiskt tecken^[18] 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.

För andra betydelser, se Bor (olika betydelser).

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)[2] Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa	10,81 [10,806–10,821][3][4] u
Utseende	Svart–brun
Fysikaliska egenskaper
Densitet	2,08 g/cm3
Aggregationstillstånd	Fast
Smältpunkt	2 349 K (2 076 °C)
Kokpunkt	4 203 K (3 930 °C)[5]
Molvolym	4,39 × 10−6 m³/mol
Smältvärme	50,2 kJ/mol
Ångbildningsvärme	508[5] kJ/mol
Specifik värmekapacitet	1 260[6] J/(kg × K)
Molär värmekapacitet	11,087 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
Atomradie	90 pm
Kovalent radie	84 pm
van der Waalsradie	192[7] pm
Elektronaffinitet	26,7 kJ/mol
Jonisationspotential	Första: 800,6 kJ/mol Andra: 2 427,1 kJ/mol Tredje: 3 659,7 kJ/mol Fjärde: 25 025,8 kJ/mol (Lista)
Arbetsfunktion	4,45[8] eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration	[He] 2s2 2p1
e− per skal	2, 3
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd	3, 2, 1, −1, −5[9][10]
Oxider (basicitet)	B2O3 (svagt sur)
Elektronegativitet	2,04 (Paulingskalan) 2,051 (Allenskalan)
Diverse
Kristallstruktur	Romboedrisk
Ljudhastighet	16200 m/s
Termisk expansion	β-form: 5–7[11] µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga	27,4 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet	1,0 × 10−4 A/(V × m)
Elektrisk resistivitet	106 nΩ × m (20 °C)
Magnetism	Diamagnetisk[12]
Magnetisk susceptibilitet	−1,9 × 10−5[13]
Kompressionsmodul	320 GPa
Mohs hårdhet	9½
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.[14][15]
Upptäckt	Joseph Louis Gay-Lussac & Louis Jacques Thénard[16] (30 juni 1808)
Första isolation	Humphry Davy[17] (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) Skadlig
H-fraser	H302
EU-märkning av farliga ämnen EU-märkning enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) Hälsovådlig (Xn)
R-fraser	R22
NFPA 704 3 2 0
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Framställning

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.^[19]

Historia

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.^[19]

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.^[20]

Användning

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.