Bore

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


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  • Le bore lui-même par exemple existe sous plusieurs formes... 10.2 Composés du bore et des éléments... (source : books.google)
Bore
BérylliumBoreCarbone
   

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B
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
B
Al
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Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Bore, B, 5
Série chimique Métalloïdes
Groupe, Période, Bloc 13 (IIIA) , 2, p
Masse volumique 2, 34 g·cm-3 (cristaux) [1]
2, 37 g·cm-3 (variété amorphe) [1]
Dureté 9, 3 [2]
Couleur Noir
N° CAS 7440-42-8 [3]
N° EINECS 231-151-2
Propriétés atomiques
Masse atomique 10, 811 ± 0, 007 u [1]
Rayon atomique (calc) 85 pm (87 pm)
Rayon de covalence 0, 84 ± 0, 03 Å [4]
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
Point de fusion 2 075 °C [1]
Point d'ébullition 4 000 °C [1]
Énergie de fusion 50, 2 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 480 kJ·mol-1 (1 atm, 4 000 °C) [1]
Volume molaire 4, 39×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 1, 56×10-5 atm à 2 140 °C[2]
Vitesse du son 16 200 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 2, 04
Chaleur massique 1 026 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 1, 0×10-4 S·m-1
Conductivité thermique 27, 4 W·m-1·K-1
Énergies d'ionisation
1re : 8, 29802 eV [5] 2e : 25, 1548 eV [5]
3e : 37, 93064 eV [5] 4e : 259, 37521 eV [5]
5e : 340, 22580 eV [5]
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
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.

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 en électronique comme dopant de type p (déficient en électrons/riche en «trou») pour le silicium (tétravalent). Les composés du bore se comportent fréquemment comme des acides de Lewis, se liant facilement avec des espèces riches en électrons pour 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 l'ensemble des éléments connus.

Le nitrure de bore cubique est parfois utilisé pour faire des matériaux qui sont aussi durs que le diamant. Le nitrure agit aussi comme isolant électrique mais conduit la chaleur comme un métal. Le nitrure de bore hexagonal a des qualités de lubrifiant identiques au graphite. Le bore est aussi identique 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.

On le détecte dans l'eau grâce à la curcumine, avec laquelle il forme le rouge de rosocyanine[6].

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 autorise des bactéries de communiquer entre elles pour évaluer leur nombre et de déclencher certaines actions (comme la luminescence) que si elles sont assez nombreuses; il consiste en un sucre qui enserre un atome de bore.

Le bore présente aussi, à haute pression (plus de 100 000 atmosphères), l'surprenante faculté de pouvoir former un cristal ionique à lui tout seul, tandis que d'ordinaire ce genre de cristal est constitué d'au moins deux types d'atomes différents. Cette propriété s'explique par le fait que, sous l'effet de la pression, les atomes de Bore s'assemblent en deux types d'amas aux caractéristiques ioniques différentes, l'un se comportant comme un cation et l'autre comme un anion, donnant la possibilité d'ainsi la formation d'un cristal ionique[7].

Applications

Histoire

Les composés du bore (arabe ????? - 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 mais aussi 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 cependant 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.

Production

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 à peu près 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 quelquefois 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 principales sont le minerai de rasorite et le minerai de borax qu'on peut trouver dans le désert des Mojaves en Californie. La Turquie est un autre pays où 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. Cependant le produit est presque toujours contaminé par des borides métalliques.

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

Rôle biologique

Le bore est un des 7 composants essentiels des plantes[8], il est essentiellement utilisé pour maintenir l'intégrité des parois cellulaires. Par contre, les concentrations trop élevées du sol (> 1, 0 ppm) peuvent provoquer une nécrose marginale des feuilles mais aussi de mauvaises performances de croissance globale. Des niveaux trop bas (<0,8 ppm) peuvent provoquer ces mêmes symptômes dans des plantes particulièrement sensibles au bore dans le sol (arbres fruitiers surtout).

Certains facteurs tels que précipitations abondantes, apport de chaux récent (pH supérieur à 6, 6), sols sablonneux (Acrisols, Podzols ainsi qu'à un niveau moindre Andosols, Luvisols et Oxisols[9]) ou riches en matière organique facilitent les carences en bore des sols.

De petites quantités de bore sont beaucoup présents dans l'alimentation humaine, et les quantités nécessaires dans le régime alimentaire serait particulièrement faible. Cependant, le rôle physiologique exact du bore dans le règne animal est mal compris.

Le bore est présent dans l'ensemble des aliments produits à partir de plantes. Depuis 1989, sa valeur nutritive a été confirmé. On pense que le bore joue un rôle biochimique chez plusieurs animaux, y compris les humains. Le ministère américain de l'agriculture a mené une expérience dans laquelle les femmes ménopausées ont pris 3 mg de bore par jour. Les résultats ont montré que le bore diminué l'excrétion de calcium de 44%, et active la production d'œstrogène et de vitamine D, ce qui suggère un rôle envisageable dans la prévention de l'ostéoporose.

Aliments riches en bore

On trouve du bore essentiellement dans les légumes-feuilles (chou, laitue, poireau, céleri, etc. ), les fruits (sauf ceux du genre citrus), les légumineuses et les noix. Parmi les aliments les plus riches, on compte l'avocat, l'arachide, la prune, le raisin, la poudre de chocolat et le vin.

Lien externe

Notes et références

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)  
  2. «BORON, ELEMENTAL» dans la base de données Hazardous Substances Data Bank, consulté le 1 mai 2010
  3. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  4. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p.  2832 - 2838 lien DOI ] 
  5. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, 2006, 87e éd. (ISBN 0849304873) , p.  10-202 
  6. (en) Stanley E. Manahan, Fundamentals of Environmental Chemistry, vol.  26, CRC Press LLC, Boca Raton, 2001 
  7. futura-sciences. com ; «Stupéfiant : le bore forme à lui seul un cristal ionique !», publié le 3 février 2009.
  8. Solubor Flow
  9. The occurrence and correction of boron deficiency - Victor M. Shorrocks - 1997


  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
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * 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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