Бор ( Borum ; от арабского — борак — бура ) , B — химический элемент III группы переодической системы элементов , ат. н. 5, ат. м. 10,81. Кристаллы серовато-черного цвета. В большинстве соединений проявляет степень окисления +3. Природный бор состоит из стабильных изотопов ¹ºВ (19,57%) и ¹¹В (80,43%). Получены радиоактивные изотопы В, ¹²В и ¹³В с очень малыми (доли секунды) периодами полураспада. Б. впервые получили в 1808 франц. химики Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар. Содержание  бора  в  земной коре —3 · 10—4%. Скопления  Б. встречаются в   виде   кислородных   соединений:   борная   кислота   (Н3ВO3), бура (Na2B4O7 · 10Н2О),    ашарит (MgHBО3), кернит (Na2B4О7 · 4Н2О) и более сложных минералов. Известны модификации Б.: простая альфа-ромбоэдрическая, тетрагональная и сложная бета-ромбоэдрическая.
Их получают восстановлением бора из его галогенидов водородом или термической диссоциацией его соединений в интервале т-р от 700 до 1600° С. При сравнительно низких т-рах бор получается   преим.   альфа-ромбоэдрической модификации,  при средних — тетрагональной, а при высоких   т-рах — бета-ромбоэдрической. Тетрагональная и альфа-ромбоэдрическая модификации Б. при нагревании выше  —1500° С необратимо переходят в  бета-ромбоэдрическую модификацию, в к-рой обычно кристаллизуется   расплавленный   бор. Альфа-ромбоэдрический Бор получают также из эвтектического сплава платина—бор. Основная структурным элементом в строении ячеек   всех  модификаций   служит группа из 12 атомов бора, образующих икосаэдр.
В кристаллах бора осуществляется  особый  тип  сложной ковалентной   связи — многоцентровая связь с дефицитом электронов. Периоды  решетки тетрагонального Б.: а = 10,12 Å и с = 14,14 Å, плотность его при комнатной т-ре 2,36—2,37  г/см³   альфа-ромбоэдрического Б.: а — 5,06Å , а = 58,1 плотность его 2,46 г/см³; бета-ромбоэдрического Б.: а = 10,14 Å, α= 65,3°,    плотность    его 2,35 г/см³. Т-pa плавления Б . около 2200° С. Теплота плавления 5,4 ± ± 1 ккал/г-атом, теплота сублимации при стандартной т-ре  134,2 ± 3 ккал/г-атом. Температурный коэфф. линейного расширения (в интервале т-р 20—750° С) 1,1 · 10⁻⁶ ± 8,3 · 10⁻⁶ град¹. Коэфф. теплопроводности кристаллического бора при комнатной температуре 0,062 кал/см · сек · град, теплоемкость (при стандартной температуре) аморфного элемента составляет 2,858 кал/моль · град, бета-ромбоэдрического 2,650 кал/моль . град. Стандартная энтропия кристаллического элемента составляет 1,408 кал/г-атом · град, аморфного — 1,564 кал/г-атом — град. Дебаевская т-ра 1219 К. Кристаллический бор — полупроводник. Удельное электрическое сопротивление его при комнатной т-ре порядка 106 ом · см. Значения ширины запрещенной зоны, определенные из электр. и оптических измерений, равны соответственно 1,42 и 1,53 эв.
Подвижность носителей тока имеет весьма низкие значения при комнатной т-ре: для электронов — 1 см²/в · сек, для дырок — 55 см²/в · сек, т. е. в Б. дырки подвижнее электронов. При измерении фотопроводимости бор ведет себя как чувствительный, но инерционный фотопроводник. Бор — диамагнетик, удельная магнитная восприимчивость   при   температуре 19° С составляет 0,62 . 10-9. Твердость бора велика, его микротвердость 3400 кгс/мм². Б. отличается высокой хрупкостью при низких т-рах, начинает пластически деформироваться при т-ре, превышающей 1800° С. Модуль норм, упругости порядка 44 800 кгс/мм² , предел прочности на растяжение 160—245 кгс/мм², на изгиб — 53,2 кгс/мм². В обычных условиях бор характеризуется слабой хим. активностью, зависящей в значительной степени от его модификации, размера частиц и чистоты. Мелкие частицы бора медленно окисляются на воздухе даже при комнатной т-ре .При нагревании на воздухе до т-ры 700°С он сгорает с образованием борного ангидрида (В2О3).
Крупные кристаллы Б. довольно устойчивы и при более высоких т-рах. При нагревании  бор соединяется с галогенами, серой и селеном. С водородом не взаимодействует даже при высокой т-ре; бо-роводороды  получают   косвенными методами. С азотом при т-ре выше 1200° С образует нитрид BN, с углеродом при т-ре выше 1300° С — карбиды В4С, В13С2, с кремнием при т-ре 1000° С — бориды B12Si, BgSi, B4Si и B3Si. При т-ре выше 900 С взаимодействует с фосфором и мышьяком, образуя фосфиды BP, В5Р и арсениды ВAs, B6As. С большинством металлов при высоких т-рах образует бориды. В соляной, серной и плавиковой к-тах не растворяется. Концентрированной   азотной к-той или «царской водкой», а также при сплавлении со щелочами бор окисляется до борной к-ты или боратов щелочных металлов.
Важнейшие источники получения бора — кернит и бура (95% всей мировой продукции). Технический бор получают из природной буры превращением ее в борный ангидрид и последующим металло-термическим восстановлением.  Элементарный бор получают также электролитическим восстановлением расплавленных фторобората и щелочного бората, восстановлением галогенидов бора водородом, термическим разложением галогенидов и гидридов . В  зависимости от способа и условий получения  образуется  Б. различной степени   кристалличности — от аморфного  и стеклообразного до кристаллического. Кристаллический бор высокой степени чистоты получают зонной плавкой и вытягиванием.
Из бора изготовляют различные изделия, применяя горячее или холодное прессование порошка с последующим спеканием.  Б. используют как легирующую добавку в различных коррозионностойких и жаростойких сплавах и полупроводниковых материалах, в качестве упрочнителя композиционных материалов. Бором насыщают поверхность стальных изделий для улучшения мех. св-в и стойкости против коррозии (см. Борирование). Б. находит применение в реактивной технике (добавка к горючему), в атомной энергетике  (нейтронопоглощающий  материал для регулирующих устройств реакторов),   в   полупроводниковой технике (терморезисторы, полупроводниковые счетчики тепловых нейтронов, преобразователи тепловой энергии в электрическую) и др.
Бор – рассеянный  элемент ;  в литосфере его  в 250 раз больше , чем  серебра , и в 5 раз больше , чем свинца . Основные минералы бора : бура (тетраборат натрия) Na2B4O7 10H2O , кернит   Na2B4O7 4H2O , сассолин  (борная кислота) H3BO3 и др.  Бораты содержатся также в буровых водах нефтяных месторождений , а борная кислота – в водах некоторых горячих источников.
Для получения свободного бора природные  бораты обрабатывают серной кислотой , термически разлагают выделившуюся борную кислоту , из оксида бора  (111)  восстанавливают  бор магнием  . Эти процессы представлены схемой :
               H2SO4                    t°                    Mg
Na2B4O7        H3BO3        B2O3        B
 
Полученный бор  имеет вид бурого аморфного порошка , загрязненного  примесями , и требует дальнейшей очистки . Бор высокой чистоты получают термическим разложением паров  трибромида  бора   BBr3 на раскаленной танталовой нити.
Известны две аллотропические  модификации  бора —  аморфный  и  кристаллический . Аморфный бор —  коричневый порошок  плотностью 1,74 г/см³ ; кристаллический – серовато-черного цвета ( плотностью  2,34 г/см³ ) , по твердости  уступает  только алмазу  ,  диамагнитный  , при комнатной температуре  плохо проводит электрический ток ,  при нагревании  до 600 С  электропроводность  его увеличивается  более чем в 100 раз , что и используют  в полупроводниковой технике .
 
При обычных температурах бор ( особенно кристаллический )  инертен , но при повышенных химическая  активность  его растет ; он непосредственно  взаимодействует  с галогенами  , образуя  галиды  состава  ВГ  , гидролизующиеся  и дымящие  на воздухе :
 
ВГ3 + 3H2O = 3HГ3ВО3
 
При накаливании оксида  бора (111)  с углем в электрической печи получается карбид  бора В4С —  тугоплавкое  вещество , приближающееся к алмазу  по твердости . Около 900 °С бор  взаимодействует  с  азотом , образуя нитрид  BN  ( т . пл. 2730 С ) .
При температуре красного  каления  бор взаимодействует  с водяным паром  : 
 
2B +6H2O = 2H3BO3 + 3H2
 
С разбавленными кислотами  не взаимодействует  ,  но концентрированные  серная и азотная  кислоты  окисляют его  до  борной кислоты :
 
2B + 3H2SO4 = 2H3BO3 + 3SO2
 
B + 3HNO3 = H3BO3 + 3NO2
 
Кроме того , бор растворяется  в концентрированных  растворах  щелочей  ( диагональное сходство с кремнием ) , образуя метабораты :
 
2B + 2KOH + 2H2O = 2KBO2  + 3H2 
 
При сплавлении бора  с некоторыми  металлами  образуются  так  называемые  бориды  состава ЭxВy , например борид магния Mg3B2 .
Гидриды бора не прямым взаимодействием  его с водородом , а  косвенными путями . Например , при действии соляной кислоты на борид  магния  получается простейший  бороводород  B2H6 :
 
Mg3B2 + 6HCl = B2H6 + 3MgCl2
 
А также примеси  других  бороводородов  или боранов . Известны газообразные , жидкие и твердые  бороводороды :  H2B6 – диборан , газообразный ; B4H10 – тетраборан , жидкость ; B10H14 – твердый боран .
Бораны  обладают  отвратительным запахом и очень ядовиты большинство из них  самовоспламеняется  на воздухе и разлагается водой , например :
 
B2H6 + 6H2O = 2H3BO3 + 6H2
 
В молекулах   бороводородов атомы  бора связаны  водородными «мостиками» , при которых  общая пара электронов  занимает молекулярную орбиталь , охватывающую  три атома : два атома бора и «мостиковый» .
Известно несколько стеклообразных модификаций B2O3 . На воздухе он поглощает влагу , взаимодействуя с водой , дает борную кислоту :
 
B2O3 + 3H2O = 2H3BO3
 
Борная ( или ортоборная ) кислота имеет вид белых , чешуйчатых кристаллов , хорошо растворимых в горячей воде . Чаще всего её получают действием серной кислоты на тетраборат натрия :
 
Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = 4H3BO3 + Na2SO4
 
Это очень слабая и нестойкая кислота , при нагревании она теряет воду и превращается в метаборную кислоту HBO2 , затем в тетраборную кислоту H2B4O7 и в B2O3 .
Соли борных кислот , называют боратами , обычно представляют собой производные более сильной тетраборной H2B4O7 , а не ортоборной H3BO3 кислоты . Наиболее распространённая соль её — тетраборат натрия ( или бура ) Na2B4O7 10H2O получают , нейтрализуя ортоборной кислоты гидроксидом натрия :
 
4H3BO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + 7H2O
 
Тетрабораты щелочных металлов растворимы в воде , но легко гидролизуются , сообщая раствору сильнощелочную реакцию .
Бор и его соединения имеют большое значение в народном хозяйстве , изотоп ¹ºB , поглощающий нейтроны , применяется в ядерной технике для замедления ядерных цепных реакций .
Бура и борная кислота издавна применяются в медицине как антисептики . Оксид бора ( III ) используют в производстве легкоплавких глазури и эмали , специальных сортов стекла . На свойстве тетрабората натрия растворять оксиды металлов основано применение его при сварке и паянии . Бор имеет большое биологическое значение как микроэлемент .
 
В основном с этим также ищут .
Соли, минералы.
 
Вы читаете, статья на тему Бор