Просмотр кода страницы Бор (элемент)

{{значения|Бор}}
{{Значения|B}}
{{Не путать|борий|борием|химическим элементом № 107}}
{{Карточка химического элемента
| имя = Бор / Borum (B)
| символ = B
| номер = 5
| внизу = [[Алюминий|Al]]
| изображение = Boron mNACTEC.jpg
| подпись = Элементарный бор (смесь аллотропных форм)
| внешний вид = 
| атомная масса = [10,806; 10,821]<ref name="range" group="комм">Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов в природе.</ref><ref name="iupac atomic weights">{{статья|автор=Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu.|заглавие=Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)|ссылка=http://iupac.org/publications/pac/85/5/1047/|язык=en|издание=[[Pure and Applied Chemistry]]|год=2013|том=85|номер=5|страницы=1047—1078|doi=10.1351/PAC-REP-13-03-02|archivedate=2014-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140205213140/http://www.iupac.org/publications/pac/85/5/1047/}}</ref>
| радиус атома = 98
| энергия ионизации 1 = 800,2(8,29)
| группа = 13 (устар. 3)
| период = 2
| блок = <br>[[P-элементы|p-элемент]]
| конфигурация = [He] 2s<sup><nowiki>2</nowiki></sup>2p<sup><nowiki>1</nowiki></sup><br> 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>1</sup>
| ковалентный радиус = 82
| радиус иона = 23 (+3e)
| электроотрицательность = 2,04
| электродный потенциал = 
| степени окисления = −3, 0, +3
| плотность = 2,34
| теплоёмкость = 11,09<ref name="ХЭ">{{Книга:ХЭ|автор=|название=Бор|ссылка=|том=1|стр=299|ref=}}</ref>
| теплопроводность = 27,4
| температура плавления = 2 348 [[Кельвин|K]]<ref name="condensed1">{{книга|заглавие=Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data|ссылка=https://www.springer.com/gp/book/9783540443766|ответственный=Eds.: W. Martienssen; H. Warlimont|издательство=Springer Berlin Heidelberg|год=2005|allpages=1121|isbn=3-540-44376-2}}</ref><ref>{{книга|заглавие=CRC Handbook of Chemistry and Physics|ссылка=http://www.taylorandfrancis.com/books/details/9781482208689/|ответственный=Ed.: David R. Lide; William M. Haynes; Thomas J. Bruno|издание=95th ed|издательство=CRC Press|год=2014|allpages=2704|isbn=978-1-48-220867-2|archivedate=2015-09-28|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150928172408/http://www.taylorandfrancis.com/books/details/9781482208689/}} {{Cite web |url=http://www.taylorandfrancis.com/books/details/9781482208689/ |title=Архивированная копия |access-date=2015-09-27 |archive-date=2015-09-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150928172408/http://www.taylorandfrancis.com/books/details/9781482208689/ |url-status=unfit }}</ref> (2075 °C)
| теплота плавления = 23,60
| температура кипения = 4 138 [[Кельвин|K]]<ref name="condensed1"/> (3865 °C)
| теплота испарения = 504,5
| молярный объём = 4,6
| структура решётки = Ромбоэдрическая
| параметры решётки = {{math|''a''}}=10,17; α=65,18
| отношение c/a = 0,576
| температура Дебая = 1250 (976,85°C; 1790,33°F)
}}
{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=5}}
'''Бор''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''B''', от {{lang-la|'''B'''orum}}) — [[химический элемент]] [[Подгруппа бора|13-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — главной подгруппы третьей группы, IIIA) [[второй период периодической системы|второго периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 5.

[[Простое вещество]] '''бор''' — это бесцветный, серый или красный [[Кристаллы|кристаллический]], либо тёмный [[Аморфные вещества|аморфный]] [[Полуметаллы|полуметалл]]. Известно более 10 [[Аллотропия|аллотропных]] модификаций бора, образование и взаимные переходы которых определяются [[Температура|температурой]], при которой бор был получен<ref name="ХЭ"/>.
{{-|left}}

== История и происхождение названия ==
Впервые получен в [[1808 год в науке|1808 году]] французскими химиками [[Гей-Люссак, Жозеф Луи|Ж. Гей-Люссаком]] и [[Тенар, Луи Жак|Л. Тенаром]] нагреванием борного ангидрида [[Оксид бора|B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]] с металлическим калием. Через несколько месяцев бор получил [[Дэви, Гемфри|Гемфри Дэви]] электролизом расплавленного B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>.

Название элемента произошло от [[арабский язык|арабского]] слова ''бу́рак'' ({{lang-ar|بورق}}) или [[персидский язык|персидского]] ''бурах'' ({{lang-fa|بوره}})<ref>{{книга |заглавие=The Origins of English Words: A Discursive Dictionary of Indo-European Roots |издательство=[[Johns Hopkins University Press|JHU Press]] |год=2001 |isbn=9780801867842 |ссылка=https://books.google.com/?id=m1UKpE4YEkEC&pg=PA83 |ref=Shipley |язык=en |автор=Shipley, Joseph T.}}</ref>, которые использовались для обозначения [[Бура (минерал)|буры]]<ref>{{cite web|url=http://www.innvista.com/science/chemistry/elements/etymolo.htm|title=Etymology of Elements|publisher=innvista|accessdate=2009-06-06|archiveurl=https://www.webcitation.org/67yuJeoan?url=http://www.innvista.com/science/chemistry/elements/etymolo.htm|archivedate=2012-05-27}}</ref>.

== Нахождение в природе ==
[[Кларковое число|Среднее содержание бора]] в земной коре составляет 4 [[г/т]]. Несмотря на это, известно около 100 собственных минералов бора; он почти не встречается в качестве примеси в других минералах. Это объясняется, прежде всего, тем, что у [[Комплексные соединения|комплексных]] [[анион]]ов бора (а именно в таком виде он входит в большинство [[минерал]]ов) нет достаточно распространённых аналогов. Почти во всех минералах бор связан с [[кислород]]ом, а группа фторсодержащих соединений совсем малочисленна. Элементарный бор в природе не встречается. Он входит во многие соединения и широко распространён, особенно в небольших концентрациях; в виде боросиликатов и боратов, а также в виде изоморфной примеси в минералах входит в состав многих изверженных и осадочных пород. Бор известен в нефтяных и морских водах (в [[морская вода|морской воде]] 4,6 мг/л<ref>J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965</ref>), в водах соляных озёр, горячих источников и грязевых вулканов.

Общемировые разведанные запасы бора составляют около 1,3 млн тонн<ref>{{Cite web |url=http://www.etimaden.ru/ru-boron-in-the-world/ |title=Бор В Мире — Etiproducts Ltd. Etiproducts Ltd<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2021-05-02 |archive-date=2021-05-02 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210502105206/http://www.etimaden.ru/ru-boron-in-the-world/ |url-status=live }}</ref>.

Основные [[минерал]]ьные формы бора:
* боросиликаты: [[датолит]] CaBSiO<sub>4</sub>OH, [[данбурит]] CaB<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>8</sub>;
* бораты: [[Бура (минерал)|бура]] Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·10H<sub>2</sub>O, [[Ашарит (минерал)|ашарит]] MgBO<sub>2</sub>(OH), [[гидроборацит]] (Ca, Mg)B<sub>6</sub>O<sub>11</sub>·6H<sub>2</sub>O, [[иниоит]] Ca<sub>2</sub>B<sub>6</sub>O<sub>11</sub>·13H<sub>2</sub>O, [[калиборит]] KMg<sub>2</sub>B<sub>11</sub>O<sub>19</sub>·9H<sub>2</sub>O.

Также различают несколько типов [[Месторождение|месторождений]] бора:
[[Файл:Datolit.jpg|thumb|240px|Образец датолита. Дальнегорское боросиликатное месторождение]]
* месторождения боратов в [[Магнезиальный скарн|магнезиальных скарнах]]:
** людвигитовые и людвигито-магнетитовые руды;
** котоитовые руды в доломитовых мраморах и кальцифирах;
** ашаритовые и ашарито-магнетитовые руды;
* месторождения боросиликатов в [[Известковый скарн|известковых скарнах]] ([[Датолитовая руда|датолитовые]] и [[Данбуритовая руда|данбуритовые руды]]);
* месторождения боросиликатов в [[грейзен]]ах, вторичных кварцитах и гидротермальных жилах (турмалиновые концентрации);
* вулканогенно-осадочные:
** борные руды, отложенные из продуктов вулканической деятельности;
** переотложенные боратовые руды в озёрных осадках;
** погребённые осадочные боратовые руды;
* галогенно-осадочные месторождения:
** месторождения боратов в галогенных осадках;
** месторождения боратов в гипсовой шляпе над соляными куполами.

Основные запасы боратов в мире находятся в [[Турция|Турции]] и [[США]], при этом на Турцию приходится более 70 %. Крупнейшим производителем борсодержащей продукции в мире является турецкая компания {{нп5|Eti Mine Works}}<ref name="автоссылка1">{{Cite web |url=https://marketpublishers.ru/lists/11849/news.html |title=Обзор мирового рынка борных минералов |access-date=2022-06-07 |archive-date=2021-04-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210417122512/https://marketpublishers.ru/lists/11849/news.html |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.infomine.ru/files/catalog/56/file_56_eng.pdf |title=Обзор рынка бора, боропродуктов и борной кислоты в России и мире |access-date=2022-06-07 |archive-date=2021-02-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210225022157/http://www.infomine.ru/files/catalog/56/file_56_eng.pdf |url-status=live }}</ref>.

Крупнейшее месторождение боратов [[Россия|России]] находится в [[Дальнегорск]]е (Приморье). Его разработку осуществляет «[[Горно-химическая компания «Бор»]]», которая занимает третье место в мире по производству борсодержащей продукции, уступая лишь Eti Mine Works и [[Rio Tinto Group]]<ref name="автоссылка1" />.

== Аллотропные модификации ==
[[Файл:Bor 1.jpg|upright=0.5|thumb|left|Фрагменты кристаллического бора]]
[[Файл:brown-boron.jpg|thumb|right|100x100px|Аморфный порошок бора]]
Бор похож на [[углерод]] по своей способности образовывать стабильные [[ковалентные связи|ковалентно связанные]] молекулярные сетки. Даже неупорядоченный ([[Аморфные тела|аморфный]]) бор содержит [[икосаэдр|икосаэдрические мотивы]] B<sub>12</sub> кристаллического бора, которые связаны друг с другом без образования [[дальний порядок|дальнего порядка]]<ref>{{Cite journal| title = A neutron diffraction study of amorphous boron|author = Delaplane, R.G.|journal = Journal of Non-Crystalline Solids|volume = 104| date =1988| pages = 249–252| doi = 10.1016/0022-3093(88)90395-X| last2 = Dahlborg| first2 = U.| last3 = Graneli| first3 = B.| last4 = Fischer| first4 = P.| last5 = Lundstrom| first5 = T.| issue = 2–3|bibcode = 1988JNCS..104..249D}}</ref><ref>{{Cite journal| title = A neutron diffraction study of amorphous boron using a pulsed source| author = R.G. Delaplane| journal = Journal of Non-Crystalline Solids|volume = 106| issue = 1–3| date =1988| pages = 66–69| doi = 10.1016/0022-3093(88)90229-3| last2 = Dahlborg| first2 = U.| last3 = Howells| first3 = W.| last4 = Lundstrom| first4 = T.|bibcode = 1988JNCS..106...66D}}</ref>.
[[Кристаллы|Кристаллический]] бор — очень твёрдый чёрный материал с температурой плавления выше 2000&nbsp;°C. Он образует четыре основные [[Полиморфизм кристаллов|полиморфные формы]]: α-ромбоэдрический и β-ромбоэдрический (α-R и β-R), γ и β-тетрагональный (β-T); также существует α-тетрагональная фаза (α-T), но её очень трудно получить в чистом виде. Большинство фаз основаны на икосаэдрических мотивах B<sub>12</sub>, но γ-фазу можно описать как фазу типа [[Хлорид натрия#Структура|NaCl]] c чередующимся расположением икосаэдров и атомных пар B<sub>2</sub><ref name=oganov>{{Cite journal| author = Oganov, A.R.| author2 = Chen J.| author3 = Gatti C.| author4 = Ma Y.-M.| author5 = Yu T.| author6 = Liu Z.| author7 = Glass C.W.| author8 = Ma Y.-Z.| author9 = Kurakevych O.O.| author10 = Solozhenko V.L.| title = Ionic high-pressure form of elemental boron| doi = 10.1038/nature07736| journal = Nature| volume = 457| date = 2009| pages = 863–867| url = http://mysbfiles.stonybrook.edu/~aoganov/files/Boron-Nature-2009.pdf| pmid = 19182772| issue = 7231| bibcode = 2009Natur.457..863O| arxiv = 0911.3192| access-date = 2020-04-29| archive-date = 2018-07-28| archive-url = https://web.archive.org/web/20180728071425/https://mysbfiles.stonybrook.edu/~aoganov/files/Boron-Nature-2009.pdf| url-status = live}}</ref>.
γ-фазу можно получить путём сжатия других фаз бора до 12—20 ГПа и нагревания до 1500—1800&nbsp;°C; она остаётся стабильной после понижения температуры и давления. Т-фаза образуется при аналогичных давлениях, но при более высоких температурах (1800—2200&nbsp;°C). Что касается α и β фаз, то они могут сосуществовать при [[Стандартные условия|условиях окружающей среды]], причём β-фаза является более стабильной<ref name=oganov/><ref>{{Cite journal|title = Thermodynamic stability of boron: The role of defects and zero point motion|author = van Setten M.J.|author2 = Uijttewaal M.A.|author3 = de Wijs G.A.|author4 = de Groot R.A.|journal = J. Am. Chem. Soc.|volume = 129|date = 2007|pages = 2458–2465|doi = 10.1021/ja0631246|pmid = 17295480|issue = 9|url = https://pure.rug.nl/ws/files/2796591/2007JAmChemSocvSetten.pdf|access-date = 2020-04-29|archive-date = 2021-04-15|archive-url = https://web.archive.org/web/20210415015024/https://pure.rug.nl/ws/files/2796591/2007JAmChemSocvSetten.pdf|url-status = dead}}</ref><ref name=widom>{{Cite journal| title = Symmetry-broken crystal structure of elemental boron at low temperature|author = Widom M.|author2 = Mihalkovic M.|journal = Phys. Rev. B|volume = 77|date = 2008|page= 064113| doi = 10.1103/PhysRevB.77.064113| issue = 6|bibcode = 2008PhRvB..77f4113W|arxiv = 0712.0530 }}</ref>. При сжатии бора выше 160 ГПа образуется фаза бора с неизвестной структурой, которая является [[сверхпроводник|сверхпроводящей]] при температуре 6—12 К<ref>{{Cite journal| author = Eremets, M. I.|title = Superconductivity in Boron| doi=10.1126/science.1062286 |journal = Science |volume = 293 |date = 2001 | pmid = 11452118| last2 = Struzhkin| first2 = V. V.| last3 = Mao| first3 = H.| last4 = Hemley| first4 = R. J.| issue = 5528|bibcode = 2001Sci...293..272E| pages = 272–4}}</ref>.

{| class="wikitable" style="margin:auto; text-align:center;"
|-
!Фаза
!α-R
!β-R
!γ
!β-T
|-
!Симметрия
|[[Тригональная сингония|ромбоэдрическая]]
|[[Тригональная сингония|ромбоэдрическая]]
|[[Ромбическая сингония|орторомбическая]]
|[[Тетрагональная сингония|тетрагональная]]
|-
!Количество атомов в элементарной ячейке<ref name=oganov/>
|12
|~105
|28
|
|-
!Плотность (г/см<sup>3</sup>)<ref name=wentorf>{{Cite journal|first = R. H. Jr|last = Wentorf|title = Boron: Another Form|url = https://archive.org/details/sim_science_1965-01-01_147_3653/page/49|journal = Science|volume = 147 |date=1 Jan 1965|doi = 10.1126/science.147.3653.49|pmid = 17799779|issue = 3653 |pages = 49–50|bibcode = 1965Sci...147...49W}}</ref><ref>{{Cite journal| author = Hoard, J. L.| author2 = Sullenger, D. B.| author3 = Kennard, C. H. L.| author4 = Hughes, R. E.|title = The structure analysis of β-rhombohedral boron| journal = J. Solid State Chem. |volume = 1 |pages =268–277 |date =1970 |doi = 10.1016/0022-4596(70)90022-8| issue = 2|bibcode = 1970JSSCh...1..268H}}</ref><ref>{{Cite journal| title = Electron Deformation Density in Rhombohedral a-Boron| author = Will, G.| author2 = Kiefer, B.| journal = Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie| volume = 627 |page = 2100| date = 2001| doi=10.1002/1521-3749(200109)627:9<2100::AID-ZAAC2100>3.0.CO;2-G| issue = 9}}</ref><ref name=talley>{{Cite journal| author = Talley, C. P.| author2 = LaPlaca, S.| author3 = Post, B.|title = A new polymorph of boron| journal= Acta Crystallogr. |volume =13| pages = 271–272| date = 1960| doi =10.1107/S0365110X60000613| issue = 3| doi-access = free}}</ref>
|2,46
|2,35
|2,52
|2,36
|-
![[Твёрдость по Виккерсу]] (ГПа)<ref>{{Cite journal|first =V. L.|last = Solozhenko|title = On the hardness of a new boron phase, orthorhombic γ-B<sub>28</sub>|journal = Journal of Superhard Materials|volume = 30|date = 2008|pages = 428–429|doi =10.3103/S1063457608060117|last2 =Kurakevych|first2 =O. O.|last3 =Oganov|first3 =A. R.|issue =6|arxiv = 1101.2959}}</ref><ref name=prl/>
|42
|45
|50—58
|
|-
![[Модуль Юнга]] (ГПа)<ref name=prl>
{{cite journal|last1=Zarechnaya|first1=E. Yu.|last2=Dubrovinsky|first2=L.|last3=Dubrovinskaia|first3=N.|last4=Filinchuk|first4=Y.|last5=Chernyshov|first5=D.|last6=Dmitriev|first6=V.|last7=Miyajima|first7=N.|last8=El Goresy|first8=A.|last9=Braun|first9=H. F.|last10=van Smaalen|first10=S.|last11=Kantor|first11=I.|last12=Kantor|first12=A.|last13=Prakapenka|first13=V.|last14=Hanfland|first14=M.|last15=Mikhaylushkin|first15=A. S.|last16=Abrikosov|first16=I. A.|last17=Simak|first17=S. I.|title=Superhard Semiconducting Optically Transparent High Pressure Phase of Boron|date=2009|journal=Phys. Rev. Lett.|volume=102|issue=18|page=185501|doi=10.1103/PhysRevLett.102.185501|pmid=19518885|bibcode=2009PhRvL.102r5501Z|display-authors=8}}</ref><ref>{{Cite journal|author =Nelmes, R. J. |title= Neutron- and x-ray-diffraction measurements of the bulk modulus of boron| journal = Phys. Rev. B| volume =47 |pages =7668–7673| date =1993| doi =10.1103/PhysRevB.47.7668|pmid= 10004773|last2 =Loveday|first2 =J. S.|last3 =Allan|first3 =D. R.|last4 =Hull|first4 =S.|last5 =Hamel|first5 =G.|last6 =Grima|first6 =P.|last7 =Hull|first7 =S.|issue =13|bibcode = 1993PhRvB..47.7668N}}</ref>
|185
|224
|227
|
|-
![[Ширина запрещённой зоны]] (эВ)<ref name=prl/><ref>{{Cite book| title = Landolt-Bornstein, New Series| editor= Madelung, O.|publisher = Springer-Verlag|place= Berlin| date =1983 |volume =17e}}</ref>
|2
|1,6
|2,1
|
|}

<gallery widths="200px" heights="200px" perrow="4"> 
Image:Boron phase diagram.svg|Фазовая диаграмма бора (α и β - ромбоэдрические фазы; T - β-тетрагональная фаза)<ref name=oganov/>. Известны и другие версии фазовой диаграммы<ref>{{cite journal | last1 = Shirai | first1 = K. | year = 2010 | title = Electronic structures and mechanical properties of boron and boron-rich crystals (part 2) | url = http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63488 | journal = Journal of Superhard Materials | volume = 2 | issue = 5 | pages = 336–345 (337) | doi = 10.3103/S1063457610050059 | access-date = 2020-04-29 | archive-date = 2021-04-22 | archive-url = https://web.archive.org/web/20210422202622/http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63488 | url-status = live }}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Parakhonskiy | first1 = G. | last2 = Dubrovinskaia | first2 = N. | last3 = Bykova | first3 = E. | last4 = Wirth | first4 = R. | last5 = Dubrovinsky | first5 = L. | year = 2011 | title = Experimental pressure-temperature phase diagram of boron: resolving the long-standing enigma | journal = Scientific Reports | volume = 1 | issue = 96| pages = 1–7 (2) | doi = 10.1038/srep00096 |bibcode = 2011NatSR...1E..96P | pmid=22355614 | pmc=3216582}}</ref>.
Image:Alfaboron.jpg|Структура α-R бора
Image:Betaboron.jpg|Структура β-R бора
Image:Gamma-bor.jpg|Структура γ бора
</gallery>

Экспериментально обнаружены и описаны [[боросферен]]ы ([[фуллерен]]о-подобные молекулы B<sub>40</sub>))<ref name=nature>{{Cite journal
| doi = 10.1038/nchem.1999
| pmid = 25054944
| issn = 1755-4349
| volume = advance online publication
| issue = 8
| pages = 727–731
| last = Zhai
| first = Hua-Jin
 |author2=Ya-Fan Zhao |author3=Wei-Li Li |author4=Qiang Chen |author5=Hui Bai |author6=Han-Shi Hu |author7=Zachary A. Piazza |author8=Wen-Juan Tian |author9=Hai-Gang Lu |author10=Yan-Bo Wu |author11=Yue-Wen Mu |author12=Guang-Feng Wei |author13=Zhi-Pan Liu |author14=Jun Li |author15=Si-Dian Li |author16=Lai-Sheng Wang
| title = Observation of an all-boron fullerene
| journal = Nature Chemistry
| date = 2014-07-13
|bibcode = 2014NatCh...6..727Z }}</ref> и [[борофен]]ы ([[графен]]о-подобные структуры)<ref name="Mannix2015">{{cite journal|last1=Mannix|first1=A. J.|last2=Zhou|first2=X.-F.|last3=Kiraly|first3=B.|last4=Wood|first4=J. D.|last5=Alducin|first5=D.|last6=Myers|first6=B. D.|last7=Liu|first7=X.|last8=Fisher|first8=B. L.|last9=Santiago|first9=U.|last10=Guest|first10=J. R.|last11=Yacaman|first11=M. J.|last12=Ponce|first12=A.|last13=Oganov|first13=A. R.|last14=Hersam|first14=M. C.|last15=Guisinger|first15=N. P.|display-authors=10|title=Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs|journal=Science|date=2015-12-17|volume=350|issue=6267|pages=1513–1516|doi=10.1126/science.aad1080|bibcode = 2015Sci...350.1513M|pmid=26680195|pmc=4922135}}</ref><ref name="Feng2016">{{cite journal |last1=Feng |first1=Baojie |last2=Zhang |first2=Jin |last3=Zhong |first3=Qing |last4=Li |first4=Wenbin |last5=Li |first5=Shuai |last6=Li |first6=Hui |last7=Cheng |first7=Peng |last8=Meng |first8=Sheng |last9=Chen |first9=Lan |last10=Wu |first10=Kehui |title=Experimental realization of two-dimensional boron sheets |journal=Nature Chemistry |date=2016-03-28 |volume=8 |issue=6 |pages=563–568 |doi=10.1038/nchem.2491|arxiv=1512.05029 |pmid=27219700 }}</ref>.

<gallery widths="250px" heights="150px" perrow="3"> 
Image:Borospherene.png|Боросферен B<sub>40</sub>
Image:Crystal structures of borophenes.png|Кристаллическая структура борофенов: (a) ''β''<sub>12</sub> борофен (также известен как лист γ фазы или лист υ<sub>1/6</sub>), (b) ''χ''<sub>3</sub> борофен (также известен как лист υ<sub>1/5</sub>), (b) отдельный лист борофена
Image:Borophene.png|Кластер B<sub>36</sub>, который может рассматриваться как минимальный борофен; фронтальный и боковой вид
</gallery>

== Физические свойства ==
[[Файл:Neutroncrosssectionboron-ru.svg|right|170px|thumb|Сечения захвата нейтронов изотопами <sup>10</sup>В (верхняя кривая) и <sup>11</sup>В (нижняя кривая).]]
Чрезвычайно твёрдое (уступает только [[алмаз]]у, [[Нитрид бора|нитриду бора (боразону)]], [[Карбид бора|карбиду бора]], сплаву бор-углерод-кремний, карбиду скандия-титана) и хрупкое вещество. Широкозонный [[полупроводник]], [[диамагнетик]], плохой проводник тепла.

У бора самый высокий предел прочности на разрыв — 5,7 ГПа.

В кристаллической форме имеет серовато-чёрный цвет (очень чистый бор бесцветен).

=== Изотопы бора ===
{{main|Изотопы бора}}

В природе бор находится в виде двух изотопов <sup>10</sup>В (19,8 %) и <sup>11</sup>В (80,2 %)<ref>{{книга|автор=Громов В. В. |заглавие=Разделение и использование стабильных изотопов бора|место=Москва|издательство=ВИНИТИ|год=1990}}</ref><ref>{{Книга|автор = Рисованый В. Д., Захаров А. В. и др.|заглавие = Бор в ядерной технике|ответственный = |издание = 2-е, перераб. и доп.|место = Димитровград|издательство = ОАО "ГНЦ НИИАР"|год = 2011|страницы = |страниц = 668|isbn = }}</ref>.

<sup>10</sup>В имеет очень высокое [[Ядерное эффективное сечение|сечение захвата]] [[Тепловые нейтроны|тепловых нейтронов]], равное 3837 [[барн]] (для большинства нуклидов это сечение близко к единицам или долям барна), причём при захвате нейтрона образуются два нерадиоактивных ядра ([[альфа-частица]] и литий-7), очень быстро тормозящиеся в среде, а проникающая радиация ([[Гамма-излучение|гамма-кванты]]) при этом отсутствует, в отличие от аналогичных реакций захвата нейтронов другими нуклидами:

: <chem>^10B + n -> ^11B -> \alpha + ^7Li + 2,31 {МэВ}</chem>

Поэтому <sup>10</sup>В в составе [[Борная кислота|борной кислоты]] и других химических соединений применяется в [[Ядерный реактор|атомных реакторах]] для [[Борное регулирование|регулирования реактивности]], а также для биологической защиты от тепловых нейтронов. Кроме того, бор применяется в [[Нейтрон-захватная терапия|нейтрон-захватной терапии]] рака.

Кроме двух стабильных, известно ещё 12 радиоактивных изотопов бора, из них самым долгоживущим является <sup>8</sup>В с [[Период полураспада|периодом полураспада]] 0,77 с.

== Происхождение ==
Все изотопы бора возникли в [[Межзвёздный газ|межзвёздном газе]] в результате [[Деление ядра|расщепления]] тяжёлых ядер [[Космические лучи|космическими лучами]] или при взрывах [[Сверхновая звезда|сверхновых]].

== Химические свойства ==
[[Файл:FlammenfärbungB.png|thumb|right|170px|Ионы бора окрашивают пламя в зелёный цвет<!-- по аналогии с другими похожими картинками -->]]
По многим физическим и химическим свойствам полуметалл бор напоминает [[кремний]].

1) Ввиду своей химической инертности, бор (при комнатной температуре) взаимодействует только со [[фтор]]ом:

: <chem>2B + 3F2 -> 2BF3 ^</chem>

2) Взаимодействие с другими [[галоген]]ами (при нагревании) приводит к образованию тригалогенидов, с [[азот]]ом — [[нитрид бора]] (BN), с [[фосфор]]ом — [[фосфид бора]] (BP), с [[углерод]]ом — [[карбиды]] различного состава (B<sub>4</sub>C, B<sub>12</sub>C<sub>3</sub>, B<sub>13</sub>C<sub>2</sub>). При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты с образованием [[Оксид бора|оксида бора (B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)]]:

: <chem>4B + 3O2 -> 2B2O3</chem>

3) Напрямую с водородом бор не взаимодействует, однако известно довольно большое число [[Бороводороды|бороводородов]] (боранов) различного состава, получаемых при обработке боридов [[щелочные металлы|щелочных]] или [[щёлочноземельные металлы|щёлочноземельных]] металлов кислотой:

: <chem>Mg3B2 + 6HCl -> B2H6 ^ + 3MgCl2</chem>

4) Бор, при сильном нагревании, проявляет [[Окислительно-восстановительные реакции|восстановительные свойства]]. Например, восстановление [[кремний|кремния]] или [[фосфор]]а из их оксидов при взаимодействии с бором:

: <chem>3SiO2 + 4B -> 3Si + 2B2O3</chem>
: <chem>3P2O5 + 10B -> 5B2O3 + 6P</chem>

Данное свойство бора объясняется очень высокой прочностью химических связей в оксиде бора — [[Оксид бора|B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]].

5) Устойчив к действию растворов [[щёлочь|щелочей]] (при отсутствии окислителей). Растворяется в расплаве смеси [[Гидроксид калия|гидроксида]] и [[Нитрат калия|нитрата калия]]:

: <chem>2B + 2KOH + 3KNO3 ->[t] 2KBO2 + 3KNO2 + H2O</chem>

6) Растворяется в горячей [[азотная кислота|азотной]], [[серная кислота|серной]] кислотах и в [[царская водка|царской водке]] с образованием [[Борная кислота|борной кислоты]] (H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>):

: <chem>3HNO3 + B ->[t] H3BO3 + 3NO2 ^</chem>

7) Взаимодействия [[оксид бора|оксида бора]] (типичного кислотного оксида) с [[вода|водой]] с образованием [[борная кислота|борной кислоты]]:

: <chem>B2O3 + 3H2O -> 2H3BO3</chem>

8) При взаимодействии борной кислоты со щелочами возникают [[соли]] не самой борной кислоты — [[бораты]] (содержащие [[анион]] BO<sub>3</sub><sup>3−</sup>), а [[тетрабораты]] (содержащие анион B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>2−</sup>), например:

: <chem>4H3BO3 + 2NaOH -> Na2B4O7 + 7H2O</chem>

В 2014 г. исследователями из Германии был получен бис(диазаборолил) бериллия, в котором атомы бериллия и бора образуют [[Теория резонанса|двухцентровую двухэлектронную связь]] (2c-2e), впервые полученную и нехарактерную для соседних элементов в Периодической таблице<ref>{{cite news|url=http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/11/boron-beryllium-bond|title=Boron and beryllium finally shake hands|author=Jennifer Newton|date=2014-11-24|lang=en|accessdate=2015-09-27|archivedate=2015-09-28|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150928004526/http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/11/boron-beryllium-bond}}</ref><ref>{{cite doi|10.1039/c4cc08519a|noedit}}</ref>.

== Получение ==
1) [[Пиролиз]] [[бороводороды|бороводородов]]:

:: <chem>B2H6 ->[t] 2B + 3H2</chem>

Данным способом образуется наиболее '''чистый бор''', который в дальнейшем используется для производства полупроводниковых материалов и тонкого химического синтеза.

2) Метод металлотермии (чаще, происходит восстановление [[Магний|магнием]] или [[Натрий|натрием]]):

:: <chem>B2O3 + 3Mg -> 3MgO + 2B</chem>
:: <chem>KBF4 + 3Na -> 3NaF + KF + B</chem>

3) Термическое разложение паров [[Трибромид бора|бромида бора]] на раскалённой (1000—1200&nbsp;°C) вольфрамовой проволоке в присутствии [[водород]]а (метод Ван-Аркеля):

:: <chem>2BBr3 + 3H2 ->[W] 2B + 6HBr</chem>

== Применение ==

=== Элементарный бор ===
Бор (в виде волокон) служит упрочняющим веществом многих [[Композиционный материал|композиционных материалов]].

Также бор часто используют в электронике в качестве [[Акцептор (физика)|акцепторной добавки]] для изменения типа проводимости [[кремний|кремния]].

Бор применяется в металлургии в качестве [[Легирование (металлургия)|микролегирующего элемента]], значительно повышающего прокаливаемость [[Легированная сталь|сталей]].

Бор применяется и в медицине при [[Нейтрон-захватная терапия|бор-нейтронозахватной терапии]] (способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей)<ref>{{Cite web |url=https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433415/Bor_neytronozakhvatnaya_terapiya_raka_na_finishnoy_pryamoy |title=Бор-нейтронозахватная терапия рака: на финишной прямой |accessdate=2020-04-30 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20190117082907/http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433415/Bor_neytronozakhvatnaya_terapiya_raka_na_finishnoy_pryamoy |archivedate=2019-01-17 |url-status=live }}</ref>.

Используется в производстве терморезисторов.

=== Соединения бора ===
[[Карбид бора]] применяется в компактном виде для изготовления [[газодинамические подшипники|газодинамических подшипников]].

[[Пербораты]] / пероксобораты (содержат ион [B<sub>2</sub>(O<sub>2</sub>)<sub>2</sub>(OH)<sub>4</sub>]<sub>2</sub><sup>−</sup>) [B<sub>4</sub>O<sub>12</sub>H<sub>8</sub>]<sup>−</sup>) применяются как окислительные агенты. Технический продукт содержит до 10,4 % «активного кислорода», на их основе производят [[отбеливатель|отбеливатели]], не содержащие хлор («[[персиль]]», «[[персоль]]» и др.).

Отдельно также стоит указать на то, что сплавы [[бор-углерод-кремний]] обладают [[сверхтвёрдые материалы|сверхвысокой твёрдостью]] и способны заменить любой шлифовальный материал (кроме [[алмаз]]а, [[нитрид бора|нитрида бора]] по микротвёрдости), а по стоимости и эффективности шлифования (экономической) превосходят все известные человечеству [[абразивные материалы]].

Сплав бора с магнием ([[диборид магния]] MgB<sub>2</sub>) обладает, на данный момент{{Неопределённость|на какой момент?}}, рекордно высокой критической температурой перехода в [[сверхпроводимость|сверхпроводящее]] состояние среди сверхпроводников первого рода<ref>{{статья |doi=10.1103/PhysRevLett.86.4366 |заглавие=Superconductivity of MgB<sub>2</sub>: Covalent Bonds Driven Metallic |том=86 |номер= |страницы=4366—4369 |issn= |pmid= |издание=Phys. Rev. Lett. |язык=en |тип=journal |автор=J. M. An, W. E. Pickett |месяц= |год=2001}}</ref>. Появление вышеуказанной статьи стимулировало большой рост работ по этой тематике<ref>[http://arxiv.org/find/all/1/all:+MgB2/0/1/0/all/0/1 arXiv.org: Подборка статей на тему MgB<sub>2</sub>]</ref>.

[[Борная кислота]] (B(OH)<sub>3</sub>) широко применяется в атомной энергетике в качестве поглотителя нейтронов в ядерных реакторах типа [[ВВЭР]] (PWR) на «тепловых» («медленных») нейтронах. Благодаря своим нейтронно-физическим характеристикам и возможности растворяться в воде применение борной кислоты делает возможным плавное (не ступенчатое) регулирование мощности ядерного реактора путём изменения её концентрации в теплоносителе — так называемое «[[борное регулирование]]».

Борная кислота применяется также в медицине и ветеринарии.

[[Нитрид бора]], активированный углеродом, является [[люминофор]]ом со свечением от синего до жёлтого цвета под действием [[ультрафиолет]]а. Обладает самостоятельной фосфоресценцией в темноте и активируется органическими веществами при нагреве до 1000 °С. Изготовление люминофоров из нитрида бора состава BN/C не имеет промышленного назначения, но широко практиковалось химиками-любителями в первой половине XX века.

[[Боросиликатное стекло]] — стекло обычного состава, в котором заменяют щелочные компоненты в исходном сырье на окись бора (B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>).

[[Трифторид бора|Фторид бора]] BF<sub>3</sub> при нормальных условиях является газообразным веществом, используется как катализатор в [[органический синтез|оргсинтезе]], а также как рабочее тело в [[Ионизационная камера#Измерение потока нейтронов|газонаполненных детекторах тепловых нейтронов]] благодаря захвату нейтронов бором-10 с образованием ядер лития-7 и гелия-4, ионизирующих газ (см. реакцию [[#Изотопы бора|выше]]).

Триэтилборан (C6H15B) используется для воспламенения ряда топлив, одно из которых «JP7», на которых летали «SR71» и «А12», так же этот реагент иногда используется для воспламенения ракетного керосина в частности на ракетах Falcon Heavy.

=== Бороводороды и борорганические соединения ===
Ряд производных бора ([[бороводороды]]) являются эффективными ракетными топливами ([[диборан]] B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>, [[пентаборан]], [[тетраборан]] и др.), а некоторые полимерные соединения бора с водородом и углеродом стойки к химическим воздействиям и высоким температурам (как широко известный пластик [[Карборан]]-22).

=== Боразон и его гексагидрид ===
[[Нитрид бора]] (боразон) подобен (по составу электронов) углероду. На его основе образуется обширная группа соединений, в чём-то подобных органическим.

Так, гексагидрид боразона (H<sub>3</sub>BNH<sub>3</sub>, похож на [[этан]] по строению) при обычных условиях твёрдое соединение с плотностью 0,78 г/см<sup>3</sup>, содержит почти 20 % водорода по массе. Его могут использовать водородные [[топливные элементы]], питающие [[электромобили]]<ref>{{Cite web |url=http://www.membrana.ru/particle/1967 |title=Автомобили на водородных таблетках |accessdate=2020-04-30 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150531004237/http://www.membrana.ru/particle/1967 |archivedate=2015-05-31 |url-status=dead }}</ref>.

== Биологическая роль ==
{| align="right"
|-
|{{NFPA 704
| опасность для здоровья = 2
| огнеопасность = 3
| реакционноспособность = 0
| прочее = }}
|}
{{Основная статья|Биологическая роль бора}}
Бор — важный микроэлемент, необходимый для нормальной жизнедеятельности растений. Недостаток бора останавливает их развитие, вызывает у культурных растений различные болезни. В основе этого лежат нарушения окислительных и энергетических процессов в тканях, снижение биосинтеза необходимых веществ. При дефиците бора в почве в сельском хозяйстве применяют борные микроудобрения ([[борная кислота]], [[Тетраборат натрия|бура]] и другие), повышающие урожай, улучшающие качество продукции и предотвращающие ряд заболеваний растений.{{нет АИ|9|02|2014}}

Роль бора в животном организме не выяснена. В мышечной ткани человека содержится {{nobr|(0,33—1){{e|−4}} % бора}}, в костной ткани {{nobr|(1,1—3,3){{e|−4}} %}}, в крови — 0,13 мг/л{{нет АИ|9|02|2014}}. Ежедневно с пищей человек получает {{nobr|1—3 мг}} бора{{нет АИ|9|02|2014}}. Токсичная доза — 4 г{{нет АИ|9|02|2014}}. [[LD50|ЛД<sub>50</sub>]] ≈ 6 г/кг массы тела<ref>{{Cite web |url=http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9923126 |title=Material Safety Data Sheet Boron MSDS. Sciencelab |accessdate=2020-04-30 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20180301032529/http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9923126 |archivedate=2018-03-01 |url-status=dead}}</ref>.

[[Врождённая эндотелиальная дистрофия роговицы, тип 2|Один из]] редких типов [[дистрофия роговицы (человек)|дистрофии роговицы]] связан с геном, кодирующим [[SLC4A11|белок-транспортёр]], предположительно регулирующий внутриклеточную концентрацию бора<ref>{{статья |doi=10.1038/ng1824 |заглавие=Mutations in sodium-borate cotransporter SLC4A11 cause recessive congenital hereditary endothelial dystrophy (CHED2) |том=38 |номер=7 |страницы=755—757 |issn=1061-4036 |pmid=16767101 |издание=[[Nature Genetics|Nature genetics]] |язык=en |тип=journal |автор=Vithana, En; Morgan, P; Sundaresan, P; Ebenezer, Nd; Tan, Dt; Mohamed, Md; Anand, S; Khine, Ko; Venkataraman, D; Yong, Vh; Salto-Tellez, M; Venkatraman, A; Guo, K; Hemadevi, B; Srinivasan, M; Prajna, V; Khine, M; Casey, Jr; Inglehearn, Cf; Aung, T. |месяц=7 |год=2006}}</ref>.

== Комментарии ==
<references group="комм"/>

== Примечания ==
{{Примечания}}

== Литература ==
* {{книга
| автор =  А. В. Скальный, И. А. Рудаков.
| заглавие = Биоэлементы в медицине
| год = 2004
| ref = А. В. Скальный, И. А. Рудаков.
}}
* {{ВТ-ЭСБЕ|Бор, химический элемент|[[Львов, Михаил Дмитриевич|Львов М. Д.]]}}

== Ссылки ==
{{Навигация
| Портал = Химия
| Тема = Бор
| Викицитатник = Бор (элемент)
| Викитека = ЭСБЕ/Бор, химический элемент
| Викисловарь  = бор
| Викиновости  = 
}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/B/key.html Бор на Webelements] {{Wayback|url=http://www.webelements.com/webelements/elements/text/B/key.html |date=20040830082435 }}
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb005.htm Бор в Популярной библиотеке химических элементов] {{Wayback|url=http://n-t.ru/ri/ps/pb005.htm |date=20061107142916 }}
* {{БСЭ3|заглавие=}}

{{внешние ссылки}}
{{Периодическая система элементов}}
{{Соединения бора}}

[[Категория:Химические элементы]]
[[Категория:Полуметаллы]]
[[Категория:Бор (элемент)|*]]
[[Категория:1808 год в науке]]