O Boro natural consiste principalmente de dois isótopos estáveis, 11B (80,1%) e 10B (19,9%). Na indústria nuclear, o boro é comumente usado como um absorvedor de nêutrons devido à alta seção transversal de nêutrons do isótopo 10B. Sua seção de choque (n,alfa) de reação para nêutrons térmicos é de cerca de 3840 barns (para nêutrons de 0,025 eV). O isótopo 11B tem seção transversal de absorção para nêutrons térmicos de cerca de 0,005 barns (para nêutrons de 0,025 eV). A maioria das reações (n,alfa) de nêutrons térmicos são reações 10B (n,alfa) 7Li acompanhadas por emissão gama de 0,48 MeV.
Nos Estados Unidos, 70% do Boro é utilizado para a produção de vidro e cerâmica. O maior uso em escala industrial global de compostos de boro (cerca de 46% do uso final) é na produção de fibra de vidro para isolamento contendo boro e fibras de vidro estruturais.
Fontes economicamente importantes de Boro são os minerais colemanita, rasorita (kernita), ulexita e tincal. Juntos, eles constituem 90% do minério contendo boro extraído.
Prótons e nêutrons em Boro
O Boro é um elemento químico com número atômico 5, o que significa que existem 5 prótons em seu núcleo. O número total de prótons no núcleo é chamado de número atômico do átomo e recebe o símbolo Z. A carga elétrica total do núcleo é, portanto, +Ze, onde e (carga elementar) é igual a 1,602 x 10-19 coulombs.
O número total de nêutrons no núcleo de um átomo é chamado de número de nêutrons do átomo e recebe o símbolo N. O número de nêutrons mais o número atômico é igual ao número de massa atômica: N+Z=A. A diferença entre o número de nêutrons e o número atômico é conhecida como excesso de nêutrons: D = N – Z = A – 2Z.
Para elementos estáveis, geralmente há uma variedade de isótopos estáveis. Isótopos são nuclídeos que possuem o mesmo número atômico e, portanto, são o mesmo elemento, mas diferem no número de nêutrons. Números de massa de isótopos típicos de Boro são 10; 11.
Principais Isótopos do Boro
Existem 13 isótopos conhecidos de boro, o isótopo de vida mais curta é o 7B, que decai por emissão de prótons e decaimento alfa. Tem uma meia-vida de 3,5 × 10−22 s. O Boro tem dois isótopos naturais e estáveis, 11B (80,1%) e 10B (19,9%).
O Boro-10 é composto de 5 prótons, 5 nêutrons e 5 elétrons. n indústria nuclear, o boro é comumente usado como um absorvedor de nêutrons devido à alta seção transversal de nêutrons do isótopo 10B. Sua seção de choque (n,alfa) de reação para nêutrons térmicos é de cerca de 3840 barns (para nêutrons de 0,025 eV). O Boro enriquecido ou 10B é usado tanto na proteção contra radiação quanto no nuclídeo primário usado na terapia de captura de nêutrons do câncer.
O Boro-11 é composto de 5 prótons, 6 nêutrons e 5 elétrons. O isótopo 11B tem seção transversal de absorção para nêutrons térmicos de cerca de 0,005 barns (para nêutrons de 0,025 eV).
isótopos estáveis
| Isótopo | Abundância | número de nêutrons |
| 10B | 20% | 5 |
| 11B | 80% | 6 |
Isótopos Instáveis Típicos
| Isótopo | Meia-vida | Modo Decaimento | produtos |
| 8B | 770 (3) ms | decaimento beta positivo + decaimento alfa | 2x partícula alfa |
| 12B | 20,20 (2) ms | decaimento beta | 12C |
Elétrons e configuração eletrônica
O número de elétrons em um átomo eletricamente neutro é o mesmo que o número de prótons no núcleo. Portanto, o número de elétrons no átomo neutro do Boro é 5. Cada elétron é influenciado pelos campos elétricos produzidos pela carga nuclear positiva e os outros (Z – 1) elétrons negativos no átomo.
Como o número de elétrons e seu arranjo são responsáveis pelo comportamento químico dos átomos, o número atômico identifica os vários elementos químicos. A configuração desses elétrons segue os princípios da mecânica quântica. O número de elétrons nas camadas de elétrons de cada elemento, particularmente na camada de valência mais externa, é o fator primário na determinação de seu comportamento de ligação química. Na tabela periódica, os elementos são listados em ordem crescente de número atômico Z.
A configuração eletrônica do Boro é [He] 2s2 2p1.
Os possíveis estados de oxidação são -5; -1; +1; +2; +3.
O boro normalmente não reage com ácidos. Na forma de pó, reage com ácido nítrico quente (HNO3) e ácido sulfúrico quente (H2SO4). Também se dissolve em metais fundidos (derretidos). Nos compostos mais familiares, o boro tem o estado de oxidação formal III. Estes incluem óxidos, sulfetos, nitretos e haletos. O trifluoreto de boro é usado na indústria petroquímica como catalisador. Os haletos reagem com a água para formar ácido bórico. O boro é encontrado na natureza na Terra quase inteiramente como vários óxidos de B(III), frequentemente associados a outros elementos. Mais de cem minerais de borato contêm boro no estado de oxidação +3.
Composto Químico Mais Comum de Boro
Carboneto de Boro (fórmula química aproximadamente B4C) é uma cerâmica de boro-carbono extremamente dura e material covalente. É um dos materiais mais duros conhecidos, ocupando o terceiro lugar atrás do diamante e do nitreto de boro cúbico. É o material mais duro produzido em quantidades de tonelagem. Devido à sua alta dureza, o pó de carboneto de boro é usado como abrasivo em aplicações de polimento e lapidação, e também como abrasivo solto em aplicações de corte, como corte com jato de água.
Um próton é uma das partículas subatômicas que compõem a matéria. No universo, os prótons são abundantes, constituindo cerca de metade de toda a matéria visível. Tem uma carga elétrica positiva (+1e) e uma massa de repouso igual a 1,67262 × 10−27 kg (938,272 MeV/c2) — ligeiramente mais leve que a do nêutron, mas quase 1,836 vezes maior que a do elétron. O próton tem um raio quadrado médio de cerca de 0,87 × 10−15 m, ou 0,87 fm, e é um spin – ½ férmion.
Os prótons existem nos núcleos de átomos típicos, junto com suas contrapartes neutras, os nêutrons. Nêutrons e prótons, comumente chamados de núcleons, estão unidos no núcleo atômico, onde representam 99,9% da massa do átomo. A pesquisa em física de partículas de alta energia no século 20 revelou que nem o nêutron nem o próton não são o menor bloco de construção da matéria.
A tabela periódica é uma exibição tabular dos elementos químicos organizados com base em seus números atômicos, configurações eletrônicas e propriedades químicas. A configuração eletrônica é a distribuição de elétrons de um átomo ou molécula (ou outra estrutura física) em orbitais atômicos ou moleculares. O conhecimento da configuração eletrônica de diferentes átomos é útil para entender a estrutura da tabela periódica dos elementos.
Todo sólido, líquido, gás e plasma é composto de átomos neutros ou ionizados. As propriedades químicas do átomo são determinadas pelo número de prótons, na verdade, pelo número e disposição dos elétrons. A configuração desses elétrons segue os princípios da mecânica quântica. O número de elétrons nas camadas de elétrons de cada elemento, particularmente na camada de valência mais externa, é o fator primário na determinação de seu comportamento de ligação química. Na tabela periódica, os elementos são listados em ordem crescente de número atômico Z.
É o princípio de exclusão de Pauli que exige que os elétrons de um átomo ocupem diferentes níveis de energia, em vez de todos se condensarem no estado fundamental. A ordenação dos elétrons no estado fundamental de átomos multieletrônicos começa com o estado de energia mais baixo (estado fundamental) e se move progressivamente a partir daí na escala de energia até que cada um dos elétrons do átomo receba um conjunto único de números quânticos. Este fato tem implicações importantes para a construção da tabela periódica dos elementos.
As duas primeiras colunas do lado esquerdo da tabela periódica são onde os subníveis s estão sendo ocupados. Por causa disso, as duas primeiras linhas da tabela periódica são rotuladas como o bloco s. Da mesma forma, o bloco p são as seis colunas mais à direita da tabela periódica, o bloco d são as 10 colunas intermediárias da tabela periódica, enquanto o bloco f é a seção de 14 colunas que normalmente é descrita como separada do corpo principal da tabela periódica. Poderia ser parte do corpo principal, mas então a tabela periódica seria bastante longa e complicada.
Para átomos com muitos elétrons, essa notação pode se tornar extensa e, portanto, uma notação abreviada é usada. A configuração eletrônica pode ser visualizada como os elétrons do núcleo, equivalentes ao gás nobre do período anterior, e os elétrons de valência (por exemplo, [Xe] 6s2 para o bário).
Estados de Oxidação
Os estados de oxidação são tipicamente representados por números inteiros que podem ser positivos, zero ou negativos. A maioria dos elementos tem mais de um estado de oxidação possível. Por exemplo, o carbono tem nove possíveis estados inteiros de oxidação de -4 a +4.
A definição atual do IUPAC Gold Book de estado de oxidação é:
“O estado de oxidação de um átomo é a carga desse átomo após a aproximação iônica de suas ligações heteronucleares…”
e o termo número de oxidação é quase sinônimo. Um elemento que não é combinado com nenhum outro elemento diferente tem um estado de oxidação de 0. O estado de oxidação 0 ocorre para todos os elementos – é simplesmente o elemento em sua forma elementar. Um átomo de um elemento em um composto terá um estado de oxidação positivo se tiver seus elétrons removidos. Da mesma forma, a adição de elétrons resulta em um estado de oxidação negativo. Também distinguimos entre os estados de oxidação possíveis e comuns de cada elemento. Por exemplo, o silício tem nove possíveis estados inteiros de oxidação de -4 a +4, mas apenas -4, 0 e +4 são estados de oxidação comuns.
Resumo
| Elemento | Boro |
| Número de prótons | 5 |
| Número de nêutrons (isótopos típicos) | 10; 11 |
| Número de elétrons | 5 |
| configuração eletrônica | [Ele] 2s2 2p1 |
| Estados de oxidação | -5; -1; +1; +2; +3 |
Fonte: www.luciteria.com
Outras propriedades do Boro
