Бор B вперше виділений у вільному вигляді в 1808 році (Гей-Люссак і Тенар, Франція) шляхом відновлення бор оксиду калієм (продукт вийшов сильно забруднений). Чистий кристалічний бор отримано тільки на початку XX століття.

Поширення бору в природі. Бор – відносно рідкісний елемент. Знаходиться тільки в хімічно зв’язаному вигляді. Гідроксид бору міститься у воді деяких мінеральних вулканічних джерел.

Мінерали бору: Борацит (стассфуртіт) Mg₃(B₇O₁₃)Cl; Тінкал (бура) Na₂B₄O₇*10H₂O; Керніт Na₂B₄O₇*4H₂O; Сассолін B(OH)₃.

Виявлення бору. За зеленим забарвленням полум’я при згорянні алкілборатів.

Фізіологічна дія бору. Бор – необхідний вищим рослинам мікроелемент; недолік бору викликає сухе гниття багатьох коренеплодів.

Отримання бору.

1. Відновлення B₂O₃ за допомогою магнію або алюмінію.
2. Електроліз розплаву суміші K[BF₄] + B(OH)₃ + KCl.

Властивості бору. Існує дві форми бору: аморфний бор і кристалічний бор.

Аморфний бор – це коричневий порошок, який не має запаху. Згоряє на повітрі при температурі вище 700*С до B₂O₃. З водою не реагує. Окислюється концентрованою нитратною кислотою:

B + HNO₃ = H(OH)₃ + 3NO₂

Кристалічний бор утворює дуже тверді, сіро-чорні, блискучі кристали. Хімічно більш інертний, ніж аморфний бор.

Застосування бору. Ферробор (сплав заліза з 10-20% бору) використовується для отримання спеціальних сплавів і борування поверхні сталевих виробів з метою підвищення їх механічну міцність і корозійну стійкість

Сполуки бору

Бор гідроксид B(OH)₃ (борна кислота H₃BO₃)

Формулу H₃BO₃ і відповідно назву “борна кислота” застосовувати не рекомендується, оскільки всі три атоми гідрогену в молекулі B(OH)₃ не є кислотними, тобто молекули B(OH)₃ не піддаються кислотній дисоціації за Аррениусом або кислотному протолізу за Бренстедом.

Виявлення бор гідроксиду. Переводять бор гідроксид (або будь-який інший борат) по реакції з етанолом і сульфатною кислотою в триэтилборат B(OC₂H₂)₃, який при горінні дає характерне зелене полум’я.

Фізіологічна дія бор гідроксиду (вплив борної кислоти на здоров’я). Доза в 5 грам B(OH)₃ може призвести до смерті людини; дуже малі дози, якщо їх періодично вводити в організм, викликають сильне схуднення.

Отримання бор гідроксиду. Бор гідроксид отримують обробкою натрій тетраборату сульфатною кислотою:

Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O = 4B(OH)₃ + Na₂SO₄

Властивості бор гідроксиду. Бор гідроксид – білі лусочки, які не мають запаху. Мало розчинний у холодній воді, краще розчиняється в гарячій воді. Водний розчин має слабокислу реакцію внаслідок протікання оборотної реакції з утворенням стійкого комплексу – іону тетрагідроксоборат(III)

B(OH)₃ + H₂O ⇄ [B(OH)₄]^– + H⁺; H⁺ + H₂O = H₃O⁺

Застосування бор гідроксиду. Зовнішній дезінфікуючий засіб (борна вода, борна мазь). Використовується для отримання емалей і стійких до перепаду температур сортів скла, наприклад єнське скло, як буферне середовище в нікелевих електролітах, в якості добрива, поставляє в грунт бор.

Натрій тетраборат Na₂B₄O₇*10H₂O (бура) – білий кристалічний порошок. Помірно розчинний в холодній воді, дуже добре розчинний у гарячій воді. При нагріванні бури утворюється безводний натрій тетраборат (температура плавлення натрій тетраборату 878*С), в розплаві Na₂B₄O₇ розчиняються з хімічною взаємодією оксиди багатьох металів.

Буру застосовують як сировину для синтезу інших сполук бору, при паянні і зварюванні металів, для отримання глазурі, емалей і спеціальних сортів скла, в якості мікро-компонента в добривах.

Відомі ортоборати Me₃BO₃ і полімерні метаборати (MeBO₂)_n.

Натрій пероксоборат NaBO(O₂)*4H₂O (NaBO₂*H₂O₂*3H₂O); перша формула відображає, що сіль є пероксосполукою, а друга формула показує існування гідроген пероксиду в розчині цієї солі. Встановлено, що аніон цієї солі – ді(μ-пероксо)біс{дігідроксоборат(III)}-іон, має будову

і в водному розчині частково розпадається з утворенням гідроген пероксиду:

[B₂(O₂)₂(OH)₄]^2- + 4H₂O ⇄ 2[B(OH)₄]^– + 2H₂O

Натрій пероксоборат використовується в якості миючого і відбілюючого засобу, дія заснована на розкладанні гідроген пероксиду в гарячій воді з виділенням оксигену (“активний кисень“).

Гідроген тетрафлуороборат(III) H[BF₄] – сильна кислота у водному розчині (тетрафлуороборатна кислота). Отримують по реакції бор гідроксиду з концентрованою гідроген флуоридною кислотою (плавікова кислота):

B(OH)₃ + 4HF = H[BF₄] + 3H₂O

Солі цієї комплексної кислоти – тетрафлуороборати(III) металів зазвичай добре розчинні у воді, застосовуються в гальванотехніці для приготування електролітів.

Борани – гідрогенбориди B_nH_n+4 і B_nH_n+6 (n від 2 до 20), наприклад диборан(6) B₂H₆; пентаборан(9) B₅H₉; гексаборан(10) B₆H₁₀; декаборан(14) B₁₀H₁₄; тетраборан(10) B₄H₁₀; пентаборан(11) B₅H₁₁. Борани – газоподібні, рідкі і тверді речовини, що мають неприємний запах. Швидко розкладаються на повітрі часто з займанням і реагують з водою, виділяючи водень, наприклад:

B₂H₆ + 6H₂O = 2B(OH)₃ + 6H₂

Бор трифлуорид BF₃ – безбарвний газ зі стійким запахом. Температура кипіння бор трифлуориду -101*С.

Бор трихлорид BCl₃ – безбарвна рідина або газ з температурою кипіння +12*С. Сильно димить у вологому повітрі внаслідок протікання гідролізу:

BCl₃ + H₂O = B(OH)₃ (т) + 3HCl (газ)

Бор оксид B₂O₃ – білий гігроскопічний порошок або крихка склоподібна маса, температура плавлення 577*С. Утворюється при спалюванні бору на повітрі або при термічному зневодненні бор гідроксиду.

Боразин B₃H₆N₃ (боразол), неорганічний бензен; ізоелектроний до бензену і має однакову з ним будову:

Бор карбід (тетрабор карбід) B₄C – чорні кристали з глянцевим блиском, по твердості наближається до алмазу. Температура плавлення бор карбіду 2350*С.

Бор нітрид BN існує в двох аллотропних формах: білий графіт – м’яка як графіт речовина; боразон – поступається по твердості тільки алмазу, забарвлений в кольори від жовтого до чорного. Обидві форми нітриду бору термічно стійкі, мають температуру плавлення близько 3000*С. Бор нітрид хімічно інертний. Утворюється бор нітрид при взаємодії бору з азотом або бору з амоніаком, в умовах високої температури .

Білий графіт використовується як вогнетривкий конструкційний матеріал в ракетобудуванні, а боразон – як абразив з надвисокою твердістю.

---