Diferencia entre revisiones de «Boro»

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El '''boro''' es un [[elemento químico]] de la [[tabla periódica]] que tiene el símbolo '''69B''' y [[número atómico]] 695. Es un elemento [[metaloide]], [[semiconductor]], trivalente que existe abundantemente en el [[mineral]] [[bórax]]. Hay dos [[alótropos]] del boro; el boro amorfo es un polvo marrón, pero el boro metálico es negro. La forma metálica es dura (9,3 en la [[escala de Mohs]]) y es un mal conductor a temperatura ambiente. No se ha encontrado libre en la naturaleza.
 
== Características principales ==
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Atendiendo a la teoría del [[Big Bang]], en el origen el Universo encontramos como elementos H ([[hidrógeno]]), He ([[helio]]) y Li-7 ([[litio]]-7), pero el B, el quinto elemento de la tabla periódica no tiene presencia apreciable. Por lo tanto en la condensación de las primeras nebulosas, se forman estrellas fundamentalmente de H con una porción de He (helio) y Li-7 (litio-7), en las que se dan los distintos procesos de formación de elementos ([[Cadena protón-protón]], [[proceso triple a]] y [[ciclo CNO]]). Pero en ninguna de ellas se forma boro como producto, ya que a tales temperaturas (del orden de 107-108k) reacciona a un ritmo mayor del que se forma. Tampoco se forma boro durante el proceso de captura de neutrones, que da como resultado átomos de gran [[masa atómica]]. El B se forma en un proceso denominado [[astillamiento]] (spallation), que consiste en la rotura de núcleos más pesados que el boro a causa del bombardeo de [[rayos cósmicos]]. Al ser tan poco frecuente este proceso, la abundancia cósmica del boro es muy pequeña.
 
== Historia ==
==* Unión de dos icosaedros por dos vértices, mediante enlaces covalentes normales B - B (figura 1).
Los compuestos de boro (del árabe ''buraq'' y éste del persa ''burah'') se conocen desde hace miles de años. En el [[antiguo Egipto]] la [[momificación]] dependía del natrón, un mineral que contenía boratos y otras sales comunes. En [[China]] se usaban ya cristales de bórax hacia el [[300 a. C.|300 a. C.]], y en la [[antigua Roma]] compuestos de boro en la fabricación de cristal. A partir del [[siglo VIII]] los [[borato]]s fueron usados en procesos de [[refinería]] de [[oro]] y [[plata]].
 
En [[1808]] [[Humphry Davy]], [[Gay-Lussac]] y [[L. J. Thenard]] obtuvieron boro con una pureza del 50% aproximadamente, aunque ninguno de ellos reconoció la sustancia como un nuevo elemento, cosa que haría [[Jöns Jacob Berzelius]] en [[1824]]. El boro puro fue producido por primera vez por el químico estadounidense [[W. Weintraub]] en [[1909]].
 
== Obtención ==
El boro en su forma circular no se encuentra en la naturaleza. La mayor fuente de boro son los boratos de depósitos [[evaporita|evaporíticos]], como el bórax y, con menos importancia, la [[colemanita]]. El boro también precipita como [[ácido ortobórico]] H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> alrededor de algunas fuentes y humos volcánicos, dando [[sasolita]]s. También se forman menas de boro naturales en el proceso de solidificación de magmas silicatados; estos depósitos son las [[pegmatita]]s.
 
Los yacimientos más importantes de estas menas son los siguientes: yacimientos del bórax se encuentran en [[California]] ([[EE. UU.]]), [[Tincalayu]] ([[Argentina]]) y [[Kirka]] ([[Turquía]]). De colemanita en [[Turquía]] y en el [[Parque nacional del Valle de la Muerte|Valle de la Muerte]] ([[EE. UU.]]). [[Sasolita]]s en lugares geológicamente activos de la región de [[Lardarello]] ([[Italia]]).
Se expende en el comercio como Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·10 H<sub>2</sub>O o pentahidratado, se le conoce como [[Bórax]].
 
El boro puro es difícil de preparar; los primeros métodos usados requerían la reducción del óxido con metales como el [[magnesio]] o [[aluminio]], pero el producto resultante casi siempre se contaminaba. Puede obtenerse por reducción de halogenuros de boro volátiles con [[hidrógeno]] a alta temperatura.
 
== Formas alotrópicas ==
 
El boro presenta multitud de formas alotrópicas que tienen como elemento estructural común un [[icosaedro]] regular. La ordenación de los icosaedros puede ser de dos formas distintas:
 
* Unión de dos icosaedros por dos vértices, mediante enlaces covalentes normales B - B (figura 1).
* Unión de tres icosaedros por tres vértices, mediante un enlace de tres centros con dos electrones (figura 2).
 
<gallery>
Imagen:Estructuraboro1.GIF|Figura 1.
Imagen:Estructuraboro2.GIF|Figura 2.
</gallery>
 
Dentro de estas posibles uniones, en el boro cristalino los icosaedros pueden asociarse de varias maneras para originar los [[alótropo]]s correspondientes:
 
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== Abundancia en el universo ==
La abundancia del boro en el universo ha sido estimada en 0,001 [[ppm]], abundancia muy pequeña que junto con las abundancias del [[litio]], el [[molibdeno]] y el [[berilio]] forma el cuarteto de elementos "ligeros" más escasos en el universo, el resto de elementos de los cuatro primeros Esperiodos decir—hasta quey encontraremosexceptuando boroel en[[arsénico]]— losson planetascuando rocososmenos quediez formanveces más abundantes que el Sistemaboro Solar(exceptuando Interno,el pero[[escandio]] lay abundanciael descenderá[[galio]], muchoque enson losaproximadamente planetascinco gaseososveces delmás [[Sistemaabundantes Solarque Externo]]el boro).
, o no disponen de ellos en abundancia, entonces la abundancia de los otros elementos se verá aumentada. La diferencia entre las abundancias de condritas y acondritas se entiende en el hecho de que el boro es un elemento exclusivamente [[litófilo]], es decir que tiene preferencia a incorporarse a las fases líquidas silicatadas. Las condritas son rocas o muestras de roca extraterrestre que no ha pasado por un proceso de diferenciación, es decir que no ha llegado a fundirse ni a separarse en [[silicato]]s, [[metal]]es y [[sulfuro]]s. Las acondritas en cambio son muestras de roca silicatada, procedentes de masas diferenciadas, por ello su abundancia de boro es mayor que en las condritas.
 
== Distribución del boro en el Sistema Solar ==
== El boro
El boro posee un elevado punto de fusión (2348 [[Kelvin|K]]), por lo tanto es un [[elemento refractario]] que condensa y se acreciona en las primeras fases de la condensación de una nebulosa. Este hecho lo sitúa en el [[Sistema Solar Interno]], ya que durante la fase del Sol conocida como [[Estrella T Tauri|T-Tauri]] (fase inicial de la vida de una estrella, durante la cual emite [[viento solar]] con una gran intensidad) el viento solar produce un efecto de arrastre sobre las masas de partículas que orbitan alrededor, arrastrando las menos densas hacia el exterior ([[elementos volátiles]]) y permaneciendo las más densas ([[elementos refractarios]]). Es decir que encontraremos boro en los planetas rocosos que forman el Sistema Solar Interno, pero la abundancia descenderá mucho en los planetas gaseosos del [[Sistema Solar Externo]].
Los basaltos de]] resultantes ([[andesita]]s y [[diorita]]s) están consecuentemente enriquecidas en boro.
 
Minerales arcillosos (tales como [[ilita]]s, [[esmectita]]s y [[montmorillonita]]s) incorporan boro del agua tanto por ser liberado del mineral, por ello, durante el [[metamorfismo]] de rocas sedimentarias mucho del boro adsorbido es liberado en el agua, y si se incrementa aún más el metamorfismo el boro como elemento sustituyente es también liberado, por lo tanto los [[sedimento]]s metamorfizados tienden a contener concentraciones de boro ampliamente menores que las equivalentes rocas sedimentarias sin metamorfizar.
== Distribución del boro en los meteoritos ==
Los [[meteorito]]s ([[condrita]]s y [[acondrita]]s) muestran concentraciones de boro alrededor de 0,4 y 1,4 ppm respectivamente. Estas concentraciones son substancialmente mayores que las del universo, ya que otros elementos más volátiles que el boro se encuentran dispersos por el espacio en fase gaseosa (elementos [[atmófilo]]s cómo el [[hidrógeno]] y el [[helio]], que no se encuentran en forma de sólidos ni condensan), o formando "nubes" de gas alrededor de sólidos a causa de un campo gravitatorio, o en forma de fluido atmosférico. La abundancia de estos elementos en fase gaseosa representa una buena parte de la abundancia de materia en el universo, y si consideramos que los meteoritos (ya sean condritas o acondritas), al ser sólidos, no disponen de estos elementos, o no disponen de ellos en abundancia, entonces la abundancia de los otros elementos se verá aumentada. La diferencia entre las abundancias de condritas y acondritas se entiende en el hecho de que el boro es un elemento exclusivamente [[litófilo]], es decir que tiene preferencia a incorporarse a las fases líquidas silicatadas. Las condritas son rocas o muestras de roca extraterrestre que no ha pasado por un proceso de diferenciación, es decir que no ha llegado a fundirse ni a separarse en [[silicato]]s, [[metal]]es y [[sulfuro]]s. Las acondritas en cambio son muestras de roca silicatada, procedentes de masas diferenciadas, por ello su abundancia de boro es mayor que en las condritas.
 
== El boro en la corteza terrestre ==
La concentración estimada del boro en la [[corteza terrestre]] es de 10&nbsp;ppm, y su masa de 2,4&nbsp;×&nbsp;10<sup>17</sup>&nbsp;kg. Actualmente se sabe que el boro es mucho más abundante en [[roca sedimentaria|rocas sedimentarias]] (300 ppm) que en [[roca ígnea|rocas ígneas]] (3ppm), esta diferencia es consecuencia de tres características: el boro es sublimable, la no preferencia del boro por las fases fundidas (elemento incompatible), su alta movilidad en la fase acuosa y su fuerte afinidad por minerales arcillosos (elemento litófilo).
 
El boro llega a la corteza terrestre a través de diferentes vías, y éstas son la [[precipitación atmosférica]], que contiene pequeñas cantidades de boro en disolución; y el [[vulcanismo]] y la actividad geológica análoga, que liberan roca fundida con concentraciones variables de boro. También hay flujos del océano a la [[corteza oceánica]] en forma de [[sedimentación]] y [[diagénesis]]. Las vías de salida del boro curtical son la [[erosión]] y los procesos de [[subducción]] de placas.
 
El boro tiende a concentrarse en las fases residuales de la parte fundida, los elementos que componen la masa de magma solidifican en función de su punto de fusión y de su compatibilidad con la fase sólida, de esta forma, en los sucesivos estadios de la solidificación, la concentración de los elementos incompatibles (entre ellos el boro) va aumentando en el magma, hasta que finalmente tenemos un líquido formado por elementos incompatibles que acaban solidificándose. Estos depósitos de elementos incompatibles son los que conocemos por el nombre de pegmatitas. Obedeciendo a este hecho las concentraciones del boro son relativamente bajas en [[basalto]]s (6-0,1&nbsp;ppm) y más altas en rocas más cristalizadas como el [[granito]] (85&nbsp;ppm) aunque también se encuentran altas concentraciones de boro en granitos derivados de rocas sedimentarias ricas en boro. Las pegmatitas pueden contener concentraciones de boro de 1360&nbsp;ppm.
 
Durante el deterioro de rocas submarinas, las rocas ígneas se degradan y forman [[mineral]]es arcillosos que adsorben boro del agua marina, de esta forma se enriquece en boro la masa de roca.
 
Los basaltos de las islas magmáticas tienden a estar enriquecidos en boro; este enriquecimiento se atribuye a la deshidratación de los bloques rocosos subducidos, ricos en boro adsorbido por minerales arcillosos. Las fracciones ricas en boro toman parte en el proceso de fusión y las [[roca volcánica|rocas volcánicas]] resultantes ([[andesita]]s y [[diorita]]s) están consecuentemente enriquecidas en boro.
Minerales arcillosos (tales como [[ilita]]s, [[esmectita]]s y [[montmorillonita]]s) incorporan boro del agua tanto por adsorción como en forma de elemento de sustitución en la estructura. Las rocas sedimentarias de los océanos tienden a contener más boro que las rocas sedimentarias fluviales ya que el agua marina contiene mayor concentración de boro que las aguas continentales. El boro es adsorbido sólo a temperaturas inferiores a 40&nbsp;°C, a más altas temperaturas (>150&nbsp;°C) puede ser liberado del mineral, por ello, durante el [[metamorfismo]] de rocas sedimentarias mucho del boro adsorbido es liberado en el agua, y si se incrementa aún más el metamorfismo el boro como elemento sustituyente es también liberado, por lo tanto los [[sedimento]]s metamorfizados tienden a contener concentraciones de boro ampliamente menores que las equivalentes rocas sedimentarias sin metamorfizar.
 
Los minerales principales en lo que encontramos boro son en su mayoría [[evaporita|rocas evaporíticas]], como el [[bórax]], altamente soluble en agua; la [[colemanita]]; la [[kernita]] (una forma parcialmente deshidratada del bórax) y la [[ulexita]]. También existen importantes minerales del boro en forma de yacimientos de rocas ígneas, la [[datolita]], el [[chorlo]] y la [[elbanita]], estos minerales se clasifican en el grupo de los boratos (sales inorgánicas compuestas por boro y otros iones), exceptuando los dos últimos minerales mencionados, los cuales pertenecen al grupo de las [[turmalina]]s, que aparecen especialmente en filones del tipo pegmatítico.
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== Precauciones ==
Ni el boro ni los boratos son tóxicos; sin embargo algunos de los más exóticos compuestos de boro e hidrógenos son tóxicos y han de manipularse con cuidado.
 
== Véase también ==
 
* [[Borazano]]
 
== Enlaces externos ==
{{commons|Boron|Boro}}
* [http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts26.html ATSDR en Español - ToxFAQs™: Boro]
*[http://www.greenfacts.org/es/boro/index.htm Boro, salud y medio ambiente], resumen realizado por GreenFacts de un informe del Programa Internacional de Seguridad de las Sustancias Químicas
 
[[Categoría:Elementos químicos]]
[[Categoría:Metaloides]]
[[Categoría:Combustibles para cohetes]]
 
[[af:Boor (element)]]
[[ar:بورون]]
[[ast:Boru]]
[[az:Bor]]
[[be:Бор, хімічны элемент]]
[[bg:Бор (елемент)]]
[[bn:বোরন]]
[[bs:Bor (element)]]
[[ca:Bor]]
[[co:Boru]]
[[cs:Bor (prvek)]]
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[[da:Bor (grundstof)]]
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[[id:Boron]]
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