Элемент с порядковым номером 5 называется бор (B). Он расположен в 13-й группе (по старой классификации — III группа) и 2-м периоде периодической таблицы Менделеева.
Общая информация
- Символ: B
- Атомный номер: 5
- Атомная масса: 10.81 а.е.м.
- Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p¹
Физические свойства
Бор — это твердый элемент с высокой температурой плавления, которая составляет около 2076°C, и температурой кипения, достигающей 3927°C. В природе бор встречается в виде различных аллотропных модификаций, среди которых наиболее известны аморфный бор и кристаллический бор.
- Аморфный бор: представляет собой коричневый порошок, который менее плотный и менее твердый по сравнению с кристаллическим.
- Кристаллический бор: чрезвычайно твердый, с твердостью по шкале Мооса около 9.3, что делает его вторым по твердости элементом после алмаза.
Химические свойства
Бор проявляет химическую инертность при комнатной температуре, но при нагревании активно взаимодействует с другими элементами. Например, он может реагировать с:
- Кислородом: образуя оксиды, такие как B₂O₃ (оксид бора).
- Галогенами: образуя галогениды, например, BCl₃ (трихлорид бора).
- Азотом: образуя нитрид бора (BN), который по структуре и свойствам напоминает графит и алмаз.
Изотопы
Бор имеет два стабильных изотопа:
- ¹⁰B (около 19.9% естественного бора)
- ¹¹B (около 80.1% естественного бора)
Применение
Бор и его соединения имеют широкое применение благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам:
- Металлургия: Бор используется в качестве легирующего элемента в производстве высокопрочных сталей и сплавов.
- Ядерная энергетика: Изотоп ¹⁰B обладает высоким сечением захвата нейтронов, что делает его полезным в качестве замедлителя и поглотителя нейтронов в ядерных реакторах.
- Химическая промышленность: Соединения бора, такие как борная кислота (H₃BO₃) и бораты (например, тетраборат натрия, или бура), широко используются в производстве стекла, керамики, моющих средств и антисептиков.
- Электроника: Нитрид бора и боросиликатные стекла используются в производстве полупроводников и оптических волокон.
- Медицина: Борные соединения исследуются для использования в нейтрон-захватной терапии (BNCT) для лечения рака.
Биологическая роль
Бор является микроэлементом, необходимым для роста растений. Он участвует в процессах деления клеток и синтеза нуклеиновых кислот. Недостаток бора в почве может привести к дефициту в растениях, что проявляется в виде задержки роста и развития.
Заключение
Бор — это элемент с уникальными физическими и химическими свойствами, который находит применение в самых разнообразных областях науки и техники. Его высокая твердость, устойчивость к высоким температурам и способность к образованию сложных соединений делают его важным материалом в современной промышленности и науке.