Anotações & Informações | Índice | Fim pág | Voltar |


Boro − B




Número atômico 5 | Massa atômica 10,811 | Elétrons [He]2s22p1 |


1) História

(Topo | Fim pág)

Nome originário do persa burah e do árabe buraq. Compostos de boro foram usados por milhares de anos (múmias egípcias, vidros na China e na antiga Roma).

O elemento foi isolado em 1808 por Humphry Davy (químico inglês), Joseph Louis Gay-Lussac (físico e químico francês) e Louis Jacques Thénard (químico francês), através da redução do ácido bórico (H3BO3) com potássio. Mas a identificação como novo elemento coube ao químico sueco Jöns Jakob Berzelius em 1824.


2) Disponibilidade

(Topo | Fim pág)

Não é encontrado livre na natureza. Ácido ortobórico é encontrado em algumas águas vulcânicas. A abundância é cerca de 10 ppm da crosta terrestre.

Alguns minerais são ulexita (borato de sódio e cálcio hidratado), tincal (borato de sódio hidratado), turmalina (pedra semipreciosa, silicato complexo de boro e alumínio com magnésio, ferro ou metais alcalinos), kernita (borato de sódio hidratado, Na2B4O5(OH)4.2H2O). Alimentos de origem vegetal contêm boro.


3) Produção

(Topo | Fim pág)

Boro de alta pureza pode ser obtido pela redução do vapor de tricloreto ou tribrometo de boro com hidrogênio em filamentos aquecidos. Na forma impura, como um pó marrom escuro, pode ser preparado pelo aquecimento do trióxido com pó de magnésio:
$$\ce{B2O3 + 3Mg -> 2B + 3MgO}$$

4) Propriedades

(Topo | Fim pág)

A substância elementar (B) é um mau condutor de eletricidade na temperatura ambiente e bom condutor em altas temperaturas. Pode transmitir parcela de luz infravermelha. O mineral ulexita exibe propriedades naturais de fibras óticas.

É o mais eletronegativo dos não metais. Portanto, as reações mais comuns são de oxidação (perda de elétrons).

Boro tem capacidade de estabelecer ligações covalentes estáveis com cadeias de moléculas, similar ao carbono. Carbonatos e outras famílias formam milhares de compostos.

Grandeza Condição / Obs Valor Unidade
Calor de fusão 50,2 kJ/mol
Calor de vaporização 507 kJ/mol
Calor específico 1026 J/(kg°C)
Coeficiente de expansão térmica 0,83 10−5 (1/°C)
Condutividade térmica 27 W/(m°C)
Eletronegatividade 2,04 Pauling
Estados de oxidação (principal) (+3)
Estrutura cristalina Romboédrica
Massa específica Sólido 2460 kg/m3
Ponto de ebulição 3927 °C
Ponto de fusão 2076 °C
Resistividade elétrica 1,8 1012 10−8 Ω m
Temperatura crítica Sem dado °C
Velocidade do som 20°C 16200 m/s

Boro e boratos não são tóxicos, mas alguns compostos com hidrogênio são tóxicos e inflamáveis, requerendo cuidados especiais de manipulação.


5) Compostos e/ou Reações - Alguns Exemplos

(Topo | Fim pág)

• Reação com água:

Não ocorre em condições normais.

• Reação com halogênios:
$$\begin{align}\ce{2B + 3F2 -> 2BF3\\2B + 3Cl2 -> 2BCl3\\2B + 3Br2 -> 2Br3}\end{align}$$ • Reação com oxigênio:
$$\ce{4B + 3O2 -> 2B2O3}$$

6) Aplicações - Alguns Exemplos

(Topo | Fim pág)

• Bórax (borato de sódio decaidratado) é usado como antisséptico. Ácido bórico é empregado na produção de têxteis.

• Boro amorfo é usado em artefatos pirotécnicos para produzir cor verde e também como elemento de ignição de foguetes.

• Borossilicatos são aplicados na produção de vidros resistentes a variações de temperatura (pirex).

• Conservantes para madeiras que usam compostos de boro se destacam pela baixa toxidade.

• Elemento de dopagem para semicondutores tipo P.

• Fibras de boro são empregadas na construção aeroespacial, em estruturas leves e resistentes.

• Isótopo 10B é usado em reatores nucleares como blindagem contra radiação.

• Nitreto de boro (BN), na forma cúbica, é o segundo material mais duro depois do diamante e é um isolante elétrico, mas é razoável condutor de calor. Algumas propriedades: massa específica 2300 kg/m3, ponto de fusão 3000 °C, coeficiente de expansão térmica 0,1 a 0,4 × 10−5 °C−1, condutividade térmica 20 a 27 W/(m °C), resistividade elétrica 1014 a 1019 × 10−8 Ω m. É usado em isolantes elétricos, revestimentos resistentes ao desgaste, cadinhos, abrasivos, componentes eletrônicos, etc. Há uma variedade que tem propriedades lubrificantes similares às do grafite.

• Pentahidrato, Na2B4O7.5H2O, é usado na produção de fibra de vidro.


7) Isótopos

(Topo | Fim pág)

Símbolo % natural Massa Meia-vida Decaimento
8B 0 8,0246 0,770 s CE + 8Be
CE + α + 4He
CE + 2α + n
9B 0 9,0133 8 10−19 s 2α + 1H
p + 8Be
10B 19,9 10,0129 Estável
11B 80,1 11,0093 Estável
12B 0 12,0144 0,0202 s β + 12C
β + 3α + n
13B 0 13.0178 0,0174 s β + 13C

Nota: A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia-vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A tabela contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.
Topo | 12/06 | Referências:
WebElements Periodic Table.
Los Alamos National Laboratory. Periodic Table of the Elements.