| Symbool | B |
|---|---|
| Atoomnummer | 5 |
| Atoommassa | 10,81 u |
| Categorie | Metalloïde |
| Groep | 13 |
| Periode | 2 |
| Blok | p-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 2076 °C |
| Kookpunt | 3927 °C |
| Dichtheid | 2,34 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [He] 2s2 2p1 |
| Elektronen per schil | 2, 3 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 2,04 |
| Oxidatiegetallen | +3 |
| Ontdekt | 1808 door Joseph Louis Gay-Lussac en Louis Jacques Thénard, en onafhankelijk Humphry Davy |
| Engelse naam | Boron |
| Latijnse naam | Borium |
Eigenschappen van boor
Zuiver kristallijn boor is zwart, glanzend en extreem hard; op de hardheidsschaal van Mohs scoort het ongeveer 9,5. Het is een slechte geleider bij kamertemperatuur maar geleidt beter als het warm wordt, typisch voor een halfgeleider. Boor smelt pas bij 2076 °C. Een booratoom heeft slechts drie valentie-elektronen, waardoor veel boorverbindingen ‘elektronen tekortkomen’. Dat leidt tot ongewone structuren: boorhydriden (boranen) hebben bindingen waarin drie atomen twee elektronen delen. Met zuurstof vormt boor booroxide (B2O3), en met water ontstaat het zwakke boorzuur. Boorcarbide en kubisch boornitride horen bij de hardste bekende materialen. Natuurlijk boor bestaat uit twee stabiele isotopen: boor-10 (circa 20 procent) en boor-11 (circa 80 procent). Boor-10 vangt bijzonder gemakkelijk neutronen in, wat het nuttig maakt in kerntechniek en stralingsbescherming.
Naam. De naam is afgeleid van borax, een boorhoudend mineraal waarvan de naam via het Arabisch en Perzisch (‘burah’) in Europa terechtkwam.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Boor staat in periode 2 en groep 13 (boorgroep) van het periodiek systeem, in het p-blok.
Een neutraal atoom heeft 5 protonen in de kern en 5 elektronen, verdeeld over 2 schillen: 2, 3. Het periodenummer (2) is gelijk aan het aantal schillen.
Omdat het in groep 13 staat, heeft Boor 3 valentie-elektronen in de buitenste schil; die bepalen hoe het reageert en bindingen vormt (zie chemische bindingen).
Buren in het systeem: links/ervoor: Beryllium (Be, 4); rechts/erna: Koolstof (C, 6); eronder in dezelfde groep: Aluminium (Al).
Andere elementen in groep 13: Aluminium, Gallium, Indium, Thallium, Nihonium.
Voorkomen
Boor is betrekkelijk zeldzaam in het heelal, omdat het in sterren nauwelijks gevormd wordt; het meeste ontstaat door kosmische straling. Op aarde is het wel geconcentreerd in afzettingen van boraatmineralen zoals borax, kerniet en ulexiet, die ontstonden waar water met opgeloste boorzouten verdampte in woestijnmeren. Turkije bezit verreweg de grootste voorraden, gevolgd door de Verenigde Staten (vooral Californië). Zuiver boor is moeilijk te maken: het wordt bijvoorbeeld bereid door booroxide met magnesium te reduceren of door boorhalogeniden met waterstof te ontleden op hete draden.
Toepassingen
- Borosilicaatglas (bekend van labglaswerk en ovenschalen) bevat booroxide, waardoor het nauwelijks uitzet en niet barst bij temperatuurwisselingen.
- Glasvezel voor isolatie en versterkte kunststoffen is de grootste toepassing van boorverbindingen.
- Neodymium-ijzer-boormagneten zijn de sterkste permanente magneten en zitten in elektromotoren, windturbines en oordopjes.
- Boorstaven en boorzuur in het koelwater van kerncentrales vangen neutronen op en regelen zo het vermogen van de reactor.
- In de chipindustrie wordt silicium met boor ‘gedoteerd’ om p-type halfgeleiders te maken.
- Borax wordt gebruikt in wasmiddelen, als vloeimiddel bij solderen en in kunstmest voor boorbehoeftige gewassen zoals bieten.
Veelgestelde vragen
Is boor een metaal of een niet-metaal?
Boor is een metalloïde: het zit er tussenin. Het ziet er glanzend uit zoals een metaal, maar is bros en geleidt bij kamertemperatuur slecht. Chemisch gedraagt het zich meer als een niet-metaal; het vormt vooral covalente bindingen en zure oxiden, net als silicium en koolstof.
Waarom hebben planten boor nodig?
Boor helpt bij het opbouwen van celwanden en speelt een rol bij bloei, bestuiving en het transport van suikers. Bij een tekort krijgen gewassen als suikerbieten hartrot en blijven groeipunten achter. Planten hebben maar heel weinig nodig; te veel boor is juist weer giftig voor ze.
Waar wordt boor voor gebruikt?
Boor wordt vooral gebruikt in glasvezel, hittebestendig borosilicaatglas, keramiek en wasmiddelen. Daarnaast zit het in sterke neodymiummagneten, in harde materialen zoals boorcarbide voor kogelwerende vesten en in kerncentrales om neutronen te absorberen. In chips wordt het gebruikt om silicium te doteren.