Qual è la struttura di Boron?

La struttura atomica di boro, elemento numero 5 della tavola periodica, visualizza un guscio interno pieno di due elettroni, con tre elettroni nel guscio più esterno, dando l'atomo tre elettroni di valenza disponibili per l'incollaggio. A questo proposito, assomiglia alluminio, l'elemento successivo nel gruppo di boro; tuttavia, a differenza di alluminio, non può donare elettroni ad altri atomi per formare un legame ionico con uno ione B 3+, come gli elettroni sono troppo strettamente legati al nucleo. Boron generalmente non accetta elettroni per formare uno ione negativo, quindi normalmente non formano composti ionici - la chimica del boro è essenzialmente covalente. La configurazione elettronica e conseguente comportamento incollaggio determina anche la struttura cristallina del boro nelle sue varie forme elementari.

Composti di boro possono essere spesso descritti come "electron carente", in quanto ci sono meno elettroni coinvolti nel legame rispetto a quello previsto per i normali legami covalenti. In un solo legame covalente, due elettroni sono condivisi tra gli atomi e nella maggior parte delle molecole, gli elementi seguono la regola dell'ottetto. Le strutture di composti di boro, come trifluoruro di boro (BF 3) e tricloruro di boro (Bcl 3), tuttavia, mostrano che l'elemento ha solo sei, e non otto, elettroni nel suo guscio di valenza, che li rende eccezioni alla regola dell'ottetto.

Bonding insolito si trova anche nella struttura di composti di boro noti come borani - indagini di questi composti ha comportato alcuni revisione teorie di legame chimico. Borani sono composti di boro e idrogeno, la più semplice è il trihydride, BH 3. Ancora una volta, questo composto contiene un atomo di boro che è due elettroni brevi di un ottetto. Diborano (B 2 H 6) è inusuale che ciascuno dei due atomi di idrogeno nel composto condivide suo elettrone con due atomi di boro - questa disposizione è noto come un Legame a tre centri e due elettroni. Più di 50 differenti borani Sono attualmente noti e la complessità della loro chimica competizione con quella della idrocarburi.

Boro elementare non si verifica naturalmente sulla terra ed è difficile preparare in forma pura, come i metodi usuali - per esempio, la riduzione dell'ossido - lasciano impurità che sono difficili da rimuovere. Anche se l'elemento è stato preparato in forma impura nel 1808, non è stato fino al 1909 che è stato prodotto in purezza sufficiente per la sua struttura cristallina da investigare. L'unità di base per la struttura cristallina di boro è un icosaedro 12 B, con - a ciascuno dei vertici 12 - un atomo di boro legato ad altri cinque atomi. La caratteristica interessante di questa struttura è che gli atomi di boro stanno formando mezza titoli condividendo un elettrone invece dei soliti due elettroni in un legame covalente. Questo dà boro atomi una valenza effettiva di 6, con un legame aggiunto a ciascuno dei vertici per consentire loro di legarsi alle unità adiacenti.

Icosaedri Non imballare insieme ermeticamente, e lasciare vuoti nella struttura cristallina che può essere riempito da atomi di boro o di altri elementi. È stata prodotta una serie di leghe metalliche boro-utili e composti di boro dotate B 12 icosahedra in combinazione con altri elementi. Questi materiali sono noti per la loro durezza e alto punto di fusione. Un esempio è boruro di magnesio alluminio (BAM), con la formula chimica AlMgB 14. Questo materiale ha la particolarità di avere il più basso coefficiente di attrito noto - in altre parole, è estremamente scivoloso - ed è usato come un rivestimento a basso attrito resistente per le parti della macchina.

  • La tavola periodica degli elementi.