Úvod
Bór (B) je chemický prvok klasifikovaný ako polokov, ktorý je známy svojou extrémnou tvrdosťou a vysokým bodom topenia. Jeho protónové číslo je 5 a v periodickej tabuľke patrí do 13. skupiny. Vo svojej kryštalickej forme je to čierna, veľmi tvrdá, ale zároveň krehká látka, zatiaľ čo jeho amorfná podoba je hnedý prášok. V prírode sa nikdy nevyskytuje v čistej forme, ale iba v zlúčeninách. Získava sa z minerálov ako borax a kernit, ktorých najväčšie ložiská sa nachádzajú v Turecku a v kalifornskej púšti v USA.
Vlastnosti
Bór (B) je prvok s protónovým číslom 5. Vyskytuje sa v rôznych alotropických modifikáciách, ako amorfný hnedý prášok alebo extrémne tvrdá, čierna kryštalická forma. Svojou tvrdosťou sa radí hneď za diamant. Je to polovodič, ktorého elektrická vodivosť rastie so stúpajúcou teplotou. Má veľmi vysokú teplotu topenia (2076 °C) a varu (3927 °C), čo svedčí o pevných väzbách v jeho štruktúre. Jeho hustota je pomerne nízka, približne 2,34 g/cm³. Z chemického hľadiska je to polokov s vlastnosťami na pomedzí kovov a nekovov. Za normálnych podmienok je málo reaktívny, no pri vyšších teplotách reaguje s kyslíkom, halogénmi či dusíkom. V zlúčeninách má zvyčajne oxidačné číslo +3 a tvorí silné kovalentné väzby.
Pôvod názvu
Názov prvku bór je odvodený od minerálu borax, z ktorého bol prvýkrát izolovaný. Samotné slovo „borax“ pochádza z arabského slova „buraq“, ktoré sa používalo na označenie tohto nerastu. Koncovku „-on“ dostal prvok podľa vzoru uhlíka (carbon), s ktorým zdieľa niektoré nometalické vlastnosti.
Objav
Zlúčeniny bóru, ako napríklad borax, poznali ľudia už tisícročia. V starovekom Egypte a Číne sa používali na výrobu skla a glazúr. Samotný prvok však bol izolovaný až v roku 1808. Urobili tak nezávisle od seba francúzski chemici Joseph Louis Gay-Lussac a Louis Jacques Thénard a britský chemik Sir Humphry Davy. Všetci použili metódu redukcie kyseliny boritej kovovým draslíkom, čím však získali len nečistý, amorfný produkt. Názov prvku je odvodený od arabskej a perzskej verzie slova pre borax. Úplne čistý bór bol pripravený až v 20. storočí.
Výskyt v prírode
V prírode sa bór nevyskytuje v rýdzej forme, ale je viazaný v zlúčeninách, najmä v borátoch. Kľúčovými minerálmi sú borax, kernit a kolemanit. Najväčšie svetové ložiská sa nachádzajú v geologicky aktívnych a suchých oblastiach, ako sú púšte v USA a Turecku, ktoré sú hlavnými producentmi. Získavanie bóru je energeticky náročný proces. Amorfný bór sa zvyčajne vyrába redukciou oxidu boritého (B₂O₃) pomocou reaktívnych kovov, napríklad horčíka. Pre získanie vysoko čistého, kryštalického bóru sa používajú zložitejšie metódy, ako je redukcia halogenidov bóru vodíkom pri vysokých teplotách.
Využitie
Bór má široké uplatnenie v priemysle aj v biológii. Ľudia ho využívajú na výrobu špeciálneho borosilikátového skla, známeho odolnosťou voči teplotným šokom, a v odolných keramických glazúrach. Nachádza sa v pracích práškoch a bielidlách. V poľnohospodárstve slúži ako esenciálna mikroživina v hnojivách, kde predchádza chorobám rastlín. Jeho výnimočná schopnosť pohlcovať neutróny sa využíva v regulačných tyčiach jadrových reaktorov pre bezpečnosť. Je kľúčovou zložkou extrémne tvrdého karbidu bóru na výrobu brnenia a tiež neodymových supermagnetov. V prírode je nenahraditeľný pre rastliny, posilňuje ich bunkové steny a podporuje kvitnutie. Pre živočíchy je dôležitý pre metabolizmus a zdravie kostí.
Zlúčeniny
Bór sa v prírode nevyskytuje v čistej forme, ale viazaný v mineráloch, najmä boritanoch. Najznámejšími sú borax, kernit, colemanit a ulexit, známy pre svoje optické vlastnosti. Tieto zlúčeniny vznikajú odparovaním slaných jazier v suchých oblastiach. Ľudskou činnosťou sa priemyselne vyrábajú syntetické zlúčeniny s unikátnymi vlastnosťami. Kyselina boritá slúži ako slabé antiseptikum a insekticíd. Karbid bóru patrí medzi najtvrdšie známe materiály. Nitrid bóru existuje vo formách pripomínajúcich grafit alebo diamant. Extrémne reaktívny diborán sa používal ako raketové palivo. Tieto zlúčeniny predstavujú obrovskú chemickú rozmanitosť.
Zaujímavosti
Bór patrí medzi polokovy, čo znamená, že má vlastnosti kovov aj nekovov. Je unikátny svojou schopnosťou existovať v mnohých alotropických modifikáciách. Zatiaľ čo jeho amorfná forma je hnedý prášok, kryštalický bór je čierny, extrémne tvrdý a po diamante takmer druhým najtvrdším prvkom. Pri horení vydáva charakteristický, intenzívne zelený plameň, čo sa využíva v pyrotechnike. Vo vesmíre je relatívne vzácny, pretože nevzniká bežnou syntézou vo hviezdach, ale trieštením väčších atómov kozmickým žiarením. V medicíne sa testuje v neutrónovej záchytovej terapii, cielenej forme liečby rakoviny.