Estructura
No es un diagrama de puntos sobre anillos, sino una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² para cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que hace posible el enlace químico.
Valores medidos
Cada barra muestra dónde se sitúa boro entre los 118 elementos para esa propiedad.
Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.
Tamaño, a escala
Radius 87 pm — that is 0.087 nm, so about 5747 million of them side by side would span a millimetre.
Intervalo térmico
Boro is liquid over a 1925 K window, from 2348 K to 4273 K.
La historia
Metaloide duro esencial para el crecimiento de las plantas. Forma compuestos extremadamente duros.
El descubrimiento del boro surgió durante la edad de oro de la química, cuando mentes brillantes competían por desvelar los secretos de compuestos misteriosos. Esta historia incluye revolucionarios franceses, experimentadores ingleses y una sustancia que había desconcertado a la humanidad durante más de mil años.
Mucho antes de su descubrimiento, los compuestos de boro fascinaban a civilizaciones de todo el mundo. El bórax llegó a Europa a través de la antigua Ruta de la Seda, donde se comerciaba como fundente precioso para la metalurgia y como componente de la cerámica china. Los alquimistas árabes lo llamaban «burak», mientras que los vidrieros venecianos pagaban precios elevados por este misterioso polvo blanco que hacía que su vidrio fuera perfectamente transparente.
Marco Polo escribió sobre las minas de bórax del Tíbet, y los alquimistas europeos medievales intentaron desesperadamente comprender por qué esta «sal mágica» podía limpiar, conservar y transformar otros materiales. No tenían idea de que trabajaban con compuestos de un elemento desconocido.
El avance se produjo durante uno de los periodos más turbulentos de la historia. Joseph Louis Gay-Lussac y Louis-Jacques Thénard, que trabajaban en la Francia de Napoleón, investigaban las propiedades misteriosas del ácido bórico. Estos brillantes químicos habían sobrevivido a la Revolución francesa y ahora ampliaban los límites del conocimiento químico bajo el patrocinio de la Academia de Ciencias de Francia.
El 21 de junio de 1808 lograron lo imposible: aislar boro puro calentando ácido bórico con potasio metálico en un tubo de hierro. Gay-Lussac escribió después: «Obtuvimos una sustancia de color marrón oliva, que nos pareció ser el radical del ácido bórico». Habían creado el elemento número 5, aunque todavía no comprendían su verdadera importancia.
Al mismo tiempo, al otro lado del canal de la Mancha, Sir Humphry Davy realizaba sus propios experimentos revolucionarios en la Royal Institution de Londres. Solo nueve días después del éxito francés, Davy obtuvo el mismo resultado mediante un método diferente: la electrólisis del ácido bórico. La rivalidad científica entre la Francia revolucionaria y la Gran Bretaña de la era napoleónica impulsó a ambos equipos hacia logros sin precedentes.
El método de Davy era más elegante, pero igualmente peligroso. Hizo pasar corriente eléctrica a través de ácido bórico fundido y depositó pequeñas cantidades de material marrón en el electrodo. Sus meticulosas notas describen «un polvo de color verde oliva oscuro» que ardía con una brillante llama verde: la primera observación registrada de la emisión verde característica del boro.
Al principio, los químicos franceses e ingleses tuvieron dificultades para nombrar su descubrimiento. El equipo francés propuso «bore», derivado del árabe «burak» (bórax), mientras que Davy sugirió «boracium». El nombre moderno «boron» surgió de la cooperación científica internacional, al combinar la raíz árabe con el sufijo griego «-on», que significa «formador».
El boro siguió siendo una curiosidad de laboratorio hasta la época de la fiebre del oro de California. En 1881, Francis Marion Smith descubrió enormes depósitos de bórax en el Valle de la Muerte, lo que le valió el apodo de «Rey del Bórax». Sus famosas carretas tiradas por veinte mulas se convirtieron en una leyenda estadounidense al transportar bórax 165 millas a través del desierto de Mojave hasta el ferrocarril más cercano.
El verdadero avance llegó en 1909, cuando Ezekiel Weintraub desarrolló un método para producir boro cristalino puro, revelando sus verdaderas propiedades como uno de los elementos más duros conocidos. Este descubrimiento impulsó al boro hacia la era moderna de los materiales avanzados y la tecnología nuclear.
Aplicaciones
El boro es el superhéroe invisible de la tecnología moderna, ya que permite discretamente desde las armaduras antibalas hasta las pantallas de los teléfonos inteligentes. Sus propiedades químicas únicas lo hacen central en aplicaciones de vanguardia donde los materiales comunes fallan.
El carburo de boro (B₄C) es el tercer material más duro conocido por la humanidad, superado solo por el diamante y el nitruro de boro cúbico. Contratistas militares como BAE Systems y General Dynamics utilizan carburo de boro en:
La increíble capacidad del boro para absorber neutrones lo convierte en el material de control nuclear definitivo. El boro-10 tiene una sección eficaz de absorción de neutrones 1.000 veces mayor que la de la mayoría de los materiales:
El vidrio borosilicatado transformó la ciencia de laboratorio y los productos de consumo. Corning Inc. revolucionó la fabricación del vidrio con formulaciones enriquecidas con boro:
El boro es un micronutriente vegetal esencial que permite la formación de paredes celulares y los procesos reproductivos. La agricultura moderna depende de los compuestos de boro para:
De dónde procede
10 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 69% of elements
El boro es uno de los elementos más raros del universo, con una abundancia de solo 10 partes por millón en la corteza terrestre. Esta escasez cuenta una fascinante historia de destrucción cósmica y concentración terrestre.
A diferencia de la mayoría de los elementos, el boro no puede sobrevivir dentro de las estrellas: se destruye a temperaturas superiores a 500,000K. En cambio, el boro se forma mediante la espalación por rayos cósmicos, cuando partículas de alta energía chocan contra núcleos de carbono, nitrógeno y oxígeno en el espacio y los fragmentan en elementos más ligeros, incluido el boro. Este proceso violento convierte al boro en un «fósil» de la actividad de los rayos cósmicos a lo largo de miles de millones de años.
A pesar de su rareza cósmica, el boro se concentra en entornos geológicos específicos mediante procesos únicos:
Los depósitos de evaporitas contienen los principales recursos de boro del mundo:
Turquía domina la producción mundial de boro con el 73 % de las reservas globales, principalmente de las minas de Kirka y Emet. Estados Unidos ocupa el segundo lugar con la mina de Boron, en California, propiedad de Rio Tinto, que opera desde 1872. Existen otros depósitos importantes en:
El agua de mar contiene alrededor de 4.5 mg/L de boro, lo que convierte a los océanos en una fuente prácticamente infinita, aunque diluida. Algunas fuentes termales geotérmicas concentran el boro hasta alcanzar niveles económicamente viables; el campo geotérmico de Larderello, en Italia, fue la primera fuente industrial de boro del mundo en el siglo XIX.
Algunas plantas actúan como «acumuladoras de boro» y concentran el elemento hasta 1.000 veces por encima de los niveles del suelo. Las algas marinas y algunas plantas del desierto desarrollaron esta capacidad para tolerar entornos con altas concentraciones de boro que matarían a otros organismos.
Manejo
El boro y la mayoría de sus compuestos son materiales de toxicidad relativamente baja en comparación con muchos productos químicos industriales. Sin embargo, los procedimientos adecuados de manipulación son esenciales para un uso seguro en aplicaciones de laboratorio, industriales y domésticas.
Toxicidad aguda: Los compuestos de boro tienen una toxicidad aguda baja. La DL₅₀ (dosis letal para el 50 % de los sujetos de prueba) del ácido bórico es de 2,660 mg/kg en ratas, por lo que es menos tóxico que la sal de mesa.
Exposición crónica: La exposición prolongada a niveles altos puede afectar la salud reproductiva y el desarrollo. OSHA no ha establecido límites específicos de exposición para el boro elemental, pero recomienda tratarlo como polvo molesto.
Contacto con los ojos: Enjuaga con agua limpia durante 15 minutos y busca atención médica si la irritación persiste
Contacto con la piel: Lava con agua y jabón y quita la ropa contaminada
Inhalación: Traslada a la persona al aire fresco y busca atención médica si presenta dificultades respiratorias
Ingestión: Enjuaga la boca, bebe agua y busca atención médica si se han ingerido grandes cantidades
Los compuestos de boro de uso doméstico, como el bórax, son generalmente seguros cuando se utilizan según las instrucciones:
Nota: El boro es un micronutriente esencial para las plantas y puede tener efectos beneficiosos en la salud ósea humana, pero los suplementos alimenticios solo deben utilizarse bajo supervisión médica.
Respuestas rápidas
Boro (symbol B) is element 5 on the periodic table, a metaloide in period 2, group 13. A metalloid of extremes: harder than most metals, essential to plants, and the element that makes borosilicate glass survive a flame. At room temperature it is a solid.
[He] 2s² 2p¹, giving 2 occupied shells holding 2, 3 electrons respectively. Its outer shell holds 3 electrons, which is what sets its bonding behaviour.Boro melts at 2348 K (2074.9 °C) and boils at 4273 K (3999.9 °C). That puts it among the most refractory elements — it stays solid at temperatures that vaporise most metals.
The standard atomic weight of Boro is 10.81 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Boro has a density of 2.37 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of boro is about 2.4× heavier.
Boro has a Pauling electronegativity of 2.04. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
Boro was discovered in 1808 by Davy, Gay-Lussac & Thenard. It is named after from borax, via Arabic buraq.
Boro makes up about 10 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.