Bore

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Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Bore, B, 5
Série chimique Métalloïdes
Groupe, Période, Bloc 13 (IIIA), 2, p
Masse volumique 2460 kg/m3
Couleur Noir
N° CAS 7440-42-8
N° EINECS 231-151-2
Propriétés atomiques
Masse atomique 10,811 u
Rayon atomique (calc) 85 (87) pm
Rayon de covalence 82 pm
Rayon de van der Waals 208 pm
Configuration électronique [He] 2s2 2p1
Électrons par niveau d'énergie 2, 3
État(s) d'oxydation 3
Oxyde faiblement acide
Structure cristalline Rhomboédrique
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Température de fusion 2 075,9 °C ; 2 349 K
Température d'ébullition 3 926,9 °C ; 4 200 K
Énergie de fusion 50,2 kJ/mol
Énergie de vaporisation 489,7 kJ/mol
Température critique  K
Pression critique  Pa
Volume molaire 4,39×10-6 m3/mol
Pression de vapeur 0,348 Pa à 2 300 °C[réf. souhaitée]
Vitesse du son 16 200 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 2,04
Chaleur massique 1026 J/(kg·K)
Conductivité électrique 1,0×10-4 S/m
Conductivité thermique 27,4 W/(m·K)
1e Énergie d'ionisation 800,6 kJ/mol
2e Énergie d'ionisation 2427,1 kJ/mol
3e Énergie d'ionisation 3659,7 kJ/mol
4e Énergie d'ionisation 25 025,8 kJ/mol
5e Énergie d'ionisation 32 826,7 kJ/mol
6e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation6}}} kJ/mol
7e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation7}}} kJ/mol
8e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation8}}} kJ/mol
9e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation9}}} kJ/mol
10e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation10}}} kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
10B 19,9 % stable avec 5 neutrons
11B 80,1 % stable avec 6 neutrons
12B {syn.} 20,20 ms β- 13,369 12C
Précautions
NFPA 704
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
Cristaux de borax, un composé du bore

Le bore est un élément chimique de symbole B et de numéro atomique 5.

C'est un métalloïde trivalent, qui se trouve abondamment dans la nature sous forme de borax. Il y a deux formes allotropiques de bore; le bore amorphe est une poudre brune, mais le bore métallique est noir. La forme métallique est dure (9,3 sur l'échelle de Mohs) et mauvais conducteur d'électricité à température ambiante.

Sommaire

[modifier] Caractéristiques notables

Le bore possède une orbitale-p presque vide (1 électron pour 6 "places" disponibles). Trivalent (3 électrons sur sa couche de valence), il est utilisé comme dopant de type p (déficient en électrons-riche en "trou") dans le silicium (tétravalent) en électronique. Les composés du bore se comportent souvent comme des acides de Lewis, se liant aisément avec des espèces riches en électrons afin de combler son déficit électronique.

Le bore est transparent à la lumière infrarouge. À température ambiante, le bore est un mauvais conducteur électrique mais est un bon conducteur à température élevée.

Le bore a la résistance à la traction la plus élevée de tous les éléments connus.

Le nitrure de bore peut être employé pour faire des matériaux qui sont aussi durs que le diamant. Le nitrure agit également en tant qu'isolant électrique mais conduit la chaleur comme un métal. Cet élément a également des qualités de lubrifiant semblables au graphite. Le bore est également semblable au carbone car il a la possibilité de former des réseaux moléculaires stables par liaisons covalentes.

Il est présent dans les lessives ce qui en fait un traceur de pollution urbaine dans les réseaux d'assainissement.

Curieusement, le bore n'entre dans la composition que d'une seule molécule ayant un rôle biologique connu : AI-2 (autoinducer 2), découvert en 1994 par Bonnie L. Bassler, est un agent qui permet à des bactéries de communiquer entre elles pour évaluer leur nombre et ne déclencher certaines actions (comme la luminescence) que si elles sont relativement nombreuses; il consiste en un sucre qui enserre un atome de bore.

[modifier] Applications

  • Le composé du bore ayant la plus grande importance économique est le borax ou tétraborate de sodium Na2B4O7 5H2O, qui est utilisé pour la fabrication de fibre de verre isolante, et comme agent de blanchiment.
  • Pour la couleur verte qu'il donne dans la flamme, le bore amorphe est utilisé dans les effets pyrotechniques ;
  • L'acide borique est un composé important dans les produits textiles ;
  • Des composés du bore sont utilisés en synthèse organique et pour produire des verres borosilicatés tels que le Pyrex ;
  • Certains sels de bore sont utilisés comme pesticides pour le bois, avec l'avantage de présenter une faible toxicité ;
  • Le 10B est - en tant qu'absorbeur de neutrons - utilisé sous forme d'acide borique dilué dans l'eau comme modérateur des réacteurs nucléaires. Il joue aussi un rôle de bouclier contre les radiations et dans les détecteurs de neutrons
  • On le trouve en alliage avec le fer et le néodyme (Nd2Fe14B) dans de puissants aimants permanents.
  • La combinaison du bore et du titane (appelé couple titane-bore) dans les aciers influe considérablement sur les propriétés mécaniques de ces derniers. Le dosage doit être très précis, certaines normes d'élaboration interdisent les concentrations en bore supérieures à 0.0005% (en masse).
  • Des composés de bore sont étudiés pour un très grand nombre d'applications comme dans les membranes perméables au sucre, les capteurs d'hydrate de carbone.
  • Dans l'industrie des semi-conducteurs, le bore est un dopant accepteur (type-P), notamment dans le silicium.
  • Le diborane est un ergol étudié dans le domaine de l'astronautique pour son impulsion spécifique élevée avec le fluorure d'oxygène.

[modifier] Histoire

Les composés du bore (arabe بورون - buraq, persan burah « brillant »), sont connus depuis des milliers d'années. Dans l'Égypte antique, le procédé de momification dépendait du natron, un minerai contenant des borates ainsi que d'autres sels plus communs. Les Chinois utilisaient une glaise de borax depuis − 300 et les Romains utilisaient des composés de bore pour la fabrication du verre.

Cet élément ne fut isolé qu'en 1808 par Sir Humphry Davy, Gay-Lussac et le baron Louis Jacques Thénard, qui obtinrent une pureté de 50 %. Ils n'identifièrent toutefois pas la substance comme un élément.
Ce fut Jöns Jacob Berzélius qui en 1824 identifia le bore comme un élément. Le premier échantillon de bore pur fut obtenu par le chimiste américain W. Weintraub en 1909.

[modifier] Occurrence

Les États-Unis et la Turquie sont les deux plus grands producteurs de bore. La Turquie détient près de 65 % des réserves mondiales et les États-Unis environ 13 %. On ne trouve pas de bore dans la nature sous sa forme élémentaire, mais sous forme combinée par exemple dans le borax (tinkalite), l'acide borique, la colémanite, la kernite, l'ulexite et les borates. On trouve parfois de l'acide borique dans les sources d'eau volcanique. L'ulexite est un minerai de bore qui possède naturellement les propriétés de la fibre optique.

Les sources économiquement les plus importantes sont le minerai de rasorite et le minerai de borax que l'on peut trouver dans le désert des Mojaves en Californie. La Turquie est un autre pays où l'on trouve de grands dépôts de borax.

Le bore pur n'est pas facile à préparer. Les premières méthodes impliquaient la réduction de l'acide borique avec un métal tel que le magnésium ou l'aluminium. Toutefois le produit est presque toujours contaminé par des borides métalliques.

Le bore très pur est préparé en réduisant des halogènures de bore volatils avec de l'hydrogène à haute température.

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Voir « bore » sur le Wiktionnaire.

[modifier] Lien externe


  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
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  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
Métaux alcalins  Métaux alcalino-terreux  Métaux de transition Métaux pauvres
Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés

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