Qual è la struttura del boro?

La struttura atomica del boro, elemento numero 5 nella tabella periodica, mostra un guscio interno completo di due elettroni, con tre elettroni nel guscio più esterno, dando all'atomo tre elettroni di valenza disponibili per il legame.A questo proposito, ricorda l'alluminio, l'elemento successivo nel gruppo boro;Tuttavia, a differenza dell'alluminio, non può donare elettroni ad altri atomi per formare un legame ionico con uno ione B ³⁺, poiché gli elettroni sono troppo strettamente legati al nucleo.Il boro generalmente non accetta elettroni per formare uno ione negativo, quindi normalmente non forma composti ionici e mdash;La chimica del boro è essenzialmente covalente.La configurazione dell'elettrone e il conseguente comportamento di legame determinano anche la struttura cristallina del boro nelle sue varie forme elementali. I composti del boro possono spesso essere descritti come "carenti di elettroni", in quanto vi sono meno elettroni coinvolti nel legame rispetto ai normali legami covalenti.In un singolo legame covalente, due elettroni sono condivisi tra atomi e nella maggior parte delle molecole, gli elementi seguono la regola dell'ottetto.Le strutture di composti di boro come il boro trifluoruro (bf

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) e il tricloruro di boro (Bcl ₃ ), tuttavia, mostrano che l'elemento ha solo sei e non otto, elettroni nel suo guscio di valenza, rendendoli eccezioni aiRegola di ottetto. Un legame insolito si trova anche nella struttura dei composti di boro noti come Boranes Mdash;L'indagine di questi composti ha comportato una certa revisione delle teorie del legame chimico.I boranoni sono composti di boro e idrogeno, il più semplice è la triidride, BH

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.Ancora una volta, questo composto contiene un atomo di boro che è due elettroni a corto di un ottetto.Il diborano (B ₂ H ₆ ) è insolito in quanto ciascuno dei due atomi di idrogeno nel composto condivide il suo elettrone con due atomi di boro e mdash;Questa disposizione è conosciuta come un legame a due elettroni a tre centri.Più di 50 boranes diversi sono ora conosciuti e la complessità dei loro rivali di chimica quella degli idrocarburi. Il boro elementare non si verifica naturalmente sulla Terra ed è difficile prepararsi in forma pura, come i soliti metodi mdash;Ad esempio, la riduzione dell'ossido mdash;Lasciare impurità che sono difficili da rimuovere.Sebbene l'elemento fu preparato per la prima volta in forma impura nel 1808, non fu fino al 1909 che fu prodotto in sufficiente purezza per la sua struttura cristallina da studiare.L'unità di base per la struttura cristallina del boro è un icosaedro B

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, con mdash;in ciascuno dei 12 vertici mdash;Un atomo di boro legato ad altri cinque atomi.La caratteristica interessante di questa struttura è che gli atomi di boro stanno formando mezzo legame condividendo un elettrone anziché i soliti due elettroni in un legame covalente.Ciò dà agli atomi di boro un'efficace valenza di 6, con un legame extra disponibile su ciascuno dei vertici per consentire loro di legarsi alle unità adiacenti. Icosahedra non si imballano strettamente e lasciano vuoti nella struttura cristallina che può essere riempitada atomi di boro o altri elementi.Sono stati prodotti un certo numero di utili leghe di boro-metallo e composti di boro con B

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icosaedra in combinazione con altri elementi.Questi materiali sono noti per la loro durezza e alti punti di fusione.Un esempio è l'alluminio magnesio boride (BAM), con la formula chimica almgb ₁₄ .Questo materiale ha la distinzione di avere il coefficiente di attrito più basso noto mdash;In altre parole, è estremamente scivoloso e mdash;ed è usato come rivestimento a bassa attrito per parti della macchina.