Bor
Bor je polokov. Chemicky je málo reaktivní. Vyskytuje se v krystalické a amorfní modifikaci - říkáme, že vykazuje alotropii. Alotropie je vlastnost prvku tvořit více modifikací. Modifikace je způsob uspořádání částic v prostoru. Různé modifikace se pak od sebe liší chemickými i fyzikálními vlastnostmi. Strukturní jednotkou boru je \( B_{12} \). Nepleť si to ale s tím vitamínem v pivu. Tady ta dvanáctka značí počet atomů boru v útvaru, kterému se říká ikosaedr.
Černý kovový bor je krystalický, lesklý a velmi tvrdý. Amorfní bor je hnědý a s kyslíkem reaguje při teplotě \( 700^{\circ} \mathrm{C} \) :
\( 4 \mathrm{~B}+3 \mathrm{O}_{2} \xrightarrow{700^{\circ} \mathrm{C}} 2 \mathrm{~B}_{2} \mathrm{O}_{3} \)
Bor se vyrábí elektrolýzou taveniny boritanů. Dá se také získat metalotermicky - silně exotermní redukcí oxidu boritého hořčíkem podle rovnice:
\( \mathrm{B}_{2} \mathrm{O}_{3}+3 \mathrm{Mg} \longrightarrow 2 \mathrm{~B}+3 \mathrm{MgO} \)
Velmi čistý bor pro elektrotechnické aplikace se vyrábí redukcí bromidu boritého vodíkem. Vedlejším produktem je plynný bromovodík.
\( 2 \mathrm{BBr}_{3}+3 \mathrm{H}_{2} \longrightarrow 2 \mathrm{~B}+6 \mathrm{HBr} \)
Patří mezi biogenní prvky, protože jej některé rostliny (luštěniny, řepa cukrovka) potřebují k růstu. Doma najdeš bor třeba v ovoci - v jablkách, hruškách, vinných hroznech, broskvích a různých ořeších, jako součást buněčných stěn. Bor v lidském těle zvyšuje ženský pohlavní hormon estrogen a ten zabraňuje odvápňování kostí.
Bor tvoří sloučeniny s kovy, tzv. boridy. Všechny jsou tvrdé a žáruvzdorné, vhodné k technickým aplikacím, kde dochází k velkému mechanickému namáhání a vysokým teplotám.
Kde takový bor najdu?
Pokud chceš narazit na bor v přírodě, tak jedině ve sloučeninách. Tvojí největší šancí je borax neboli chemicky oktahydrát tetrahydroxotetraboritanu disodného \( \mathrm{Na}_{2}\left[\mathrm{~B}_{4} \mathrm{O}_{5}(\mathrm{OH})_{4}\right] \cdot 8 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \). Borax se používá při výrobě smaltovaných nádob a keramických glazur. Bor se často vyskytuje v boritanech nebo borosilikátech. Jeho významná ložiska se nacházejí hlavně v Kalifornii a v Turecku.
Jak ho využiju?
Jestli doma najdeš skleněný pekáč, nebo jiný skleněný výrobek, na kterém je napsáno slovíčko SIMAX, pak se jedná o český výrobek z borokřemičitého skla. Tento materiál je velmi odolný proti působení vysokých teplot a také chemických látek. Jedná se o ideální materiál pro výrobu chemického skla. Karbid boru \( \mathrm{B}_{4} \mathrm{C} \) je pro svou tvrdost součástí neprůstřelných vest. Peroxoboritany, mají bělící účinky a jsou součástí pracích prášků.
Kyselina boritá \( \mathrm{H}_{3} \mathrm{BO}_{3} \)
Tvoří bílé šupinkovité krystaly, protože jsou její molekuly rovinné a mezi jednotlivými vrstvami se poutají vodíkovými můstky. Ve vodných roztocích se chová jako slabá jednosytná kyselina. Barví plamen zeleně. Tím je ale mnohem známější její trimethylester.
Mrkni se do vaší domácí lékárničky a hledej borovou vodu. Jde o slabý roztok kyseliny borité. Má antiseptické účinky (brání zánětu). Kyselina boritá má i své využití v potravinářství, používá se ke konzervaci kaviáru. Může být také součástí kosmetických přípravků, nebo přípravcích proti hmyzu (například mravencům).
Oxid boritý \( \mathrm{B}_{2} \mathrm{O}_{3} \)
Je bezbarvá, sklovitá látka bez zápachu. S vodou reaguje za vzniku kyseliny borité. V laboratoři si ho připravíš vyžíháním kyseliny borité.
Nejčastěji se používá jako tavidlo při výrobě křemičitého skla, proto borosilikátové sklo. Je důležitou surovinou pro výrobu samotného boru a jeho mnoha dalších sloučenin.
Diboran \( \mathrm{B}_{2} \mathrm{H}_{6} \)
Diboran je nejjednodušším zástupcem sloučenin boru s vodíkem - borany. Na těchto sloučeninách si můžeš vyzkoušet, jak ovlivňuje elektronová konfigurace boru jejich prostorové uspořádání. Bor s konfigurací \( 2 s^{2} 2 p^{1} \) vybízí k existenci samotného \( \mathrm{BH}_{}3 \). Pokud by tak bylo, tak centrální atom boru by obsahoval jeden prázdný (vakantní) orbita \( 2 \mathrm{p}_{z} \). Taková konfigurace je ale energeticky nevýhodná, a tudíž dojde k jeho zaplnění dalším vodíkem ze sousední molekuly a vzniku molekuly s dvojnásobným počtem atomů \( \mathrm{B}_{2} \mathrm{H}_{6} \). Diboran je stabilnější a zároveň nabízí tetraedrální (čtyřstěnné) uspořádání, ve kterém jsou dva atomy boru spojeny dvěma atomy vodíků.
