Бор, свойства атома, химические и физические свойства
Бор, свойства атома, химические и физические свойства.
B 5 Бор
10,806-10,821 1s2 2s2 2p1
Бор — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 5. Расположен в 13-й группе (по старой классификации — главной подгруппе третьей группы), втором периоде периодической системы.
Свойства и строение атома бора
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Общие сведения:
| 100 | Общие сведения* | |
| 101 | Название | Бор |
| 102 | Прежнее название | |
| 103 | Латинское название | Borum |
| 104 | Английское название | Boron |
| 105 | Символ | B |
| 106 | Атомный номер (номер в таблице) | 5 |
| 107 | Тип | Неметалл |
| 108 | Группа | |
| 109 | Открыт | Жозеф Луи Гей-Люссак и Луи Жак Тенар, Франция, 30 июня 1808 г., Гемфри Дэви, Великобритания, 9 июля 1808 г. |
| 110 | Год открытия | 1808 г. |
| 111 | Внешний вид и пр. | Бесцветные, тёмно-серые, тёмно-коричневые, тёмно-красные или бурые кристаллы. Либо тёмно-серое или чёрное аморфное вещество |
| 112 | Происхождение | Природный материал |
| 113 | Модификации | |
| 114 | Аллотропные модификации | Более 10 аллотропных модификаций бора, в т.ч.:
— α-R-бор (B12) с ромбоэдрической (тригональной) кристаллической решёткой и 12 атомами в элементарной ячейке, — β-R-бор с ромбоэдрической (тригональной) кристаллической решёткой и ~105 атомами в элементарной ячейке, — α-T-бор ((B12)4B2) с тетрагональной кристаллической решёткой и 50 атомами в элементарной ячейке, — β-T-бор с тетрагональной кристаллической решёткой, — γ-бор с орторомбической кристаллической решёткой и 28 атомами в элементарной ячейке, — сверхпроводящий бор с неизвестной кристаллической решёткой. Большинство аллотропных модификаций бора основаны на икосаэдрических мотивах B12 |
| 115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | α-R-бор, β-R-бор, α-T-бор и β-T-бор существуют при обычных условиях окружающей среды.
γ-бор получается путем сжатия других аллотропных модификаций бора до 12 – 20 ГПа и нагревания до 1500 – 1800 °C. γ-бор остаётся стабильным после понижения температуры и давления. α-T-бор и β-T-бор получаются путем сжатия других аллотропных модификаций бора до 12 – 20 ГПа и нагревания до 1800 – 2200 °C. Сверхпроводящий бор с неизвестной кристаллической решёткой получается при сжатии других аллотропных модификаций бора выше 160 ГПа и существует при данных условиях. |
| 116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
| 117 | Двумерные материалы | Борофен |
| 118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
| 119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,00086 % |
| 120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 0,00044 % |
| 121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 1,0·10-7 % |
| 122 | Содержание в Солнце (по массе) | 2,0·10-7 % |
| 123 | Содержание в метеоритах (по массе) | 0,00016 % |
| 124 | Содержание в организме человека (по массе) | 0,00007 % |
Свойства и строение атома бора:
| 200 | Свойства и строение атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса)* | 10,806-10,821 а.е.м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p1 |
| 203 | Электронная оболочка | K2 L3 M0 N0 O0 P0 Q0 R0
|
| 204 | Заполнение электронных орбиталей электронами (электронно-графическая схема) | 2s  2p  |
| 1s |
||
| 205 | Радиус атома (вычисленный) | 84 пм |
| 206 | Эмпирический радиус атома* | 85 пм |
| 207 | Ковалентный радиус* | 82 пм |
| 208 | Радиус иона (кристаллический) | B3+
25 (4) пм, 41 (6) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле) |
| 209 | Радиус Ван-дер-Ваальса | 192 пм |
| 210 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 5 электронов, 5 протонов, 6 нейтронов |
| 211 | Семейство (блок) | элемент p-семейства |
| 212 | Период в периодической таблице | 2 |
| 213 | Группа в периодической таблице | 13-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 3-ей группы) |
| 214 | Эмиссионный спектр излучения |  |
Химические свойства бора:
| 300 | Химические свойства | |
| 301 | Степени окисления | -1, 0, +1, +2, +3 |
| 302 | Валентность | III |
| 303 | Электроотрицательность | 2,04 (шкала Полинга) |
| 304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 800,64 кДж/моль (8,298019(3) эВ) |
| 305 | Электродный потенциал | |
| 306 | Энергия сродства атома к электрону | 26,989(3) кДж/моль (0,279723(25) эВ) |
Физические свойства бора:
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность | 2,34 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело),
2,46 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) — α-R-бор, 2,35 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) — β-R-бор, 2,36 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) — β-Т-бор, 2,52 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) — γ-бор, 2,08 г/см3 (при температуре плавления 2076 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость) |
| 402 | Температура плавления* | 2076 °C (2349 K, 3769 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 3927 °C (4200 K, 7101 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 50,2 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 508 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | 1,28 Дж/г·K (при 0-100 °C) |
| 410 | Молярная теплоёмкость* | 11,087 Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 4,3947 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 27,4 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),
27,4 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 413 | Коэффициент теплового расширения | 5-7 мкм/(м·К) (при 25 °С) – β-R-бор |
| 414 | Коэффициент температуропроводности | |
| 415 | Критическая температура | |
| 416 | Критическое давление | |
| 417 | Критическая плотность | |
| 418 | Тройная точка | |
| 419 | Давление паров (мм.рт.ст.) | 0,01 мм.рт.ст. (при 2136°C), 0,1 мм.рт.ст. (при 2358°C), 1 мм.рт.ст. (при 2625°C), 10 мм.рт.ст. (при 2957°C) |
| 420 | Давление паров (Па) | 1 Па (при 2348 K),
10 Па (при 2562 K), 100 Па (при 2822 K), 1 кПа (при 3141 K), 10 кПа (при 3545 K), 100 кПа (при 4072 K) |
| 421 | Стандартная энтальпия образования ΔH | 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 422 | Стандартная энергия Гиббса образования ΔG | 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 423 | Стандартная энтропия вещества S | 5,86 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 424 | Стандартная мольная теплоемкость Cp | 11,1 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 425 | Энтальпия диссоциации ΔHдисс | |
| 426 | Диэлектрическая проницаемость | |
| 427 | Магнитный тип | Диамагнитный материал |
| 428 | Точка Кюри | |
| 429 | Объемная магнитная восприимчивость | -2,14·10-5 |
| 430 | Удельная магнитная восприимчивость | -8,7·10-9 |
| 431 | Молярная магнитная восприимчивость | -6,7·10-6 см3/моль (при 298 K) |
| 432 | Электрический тип | Полупроводник |
| 433 | Электропроводность в твердой фазе | 1,0·10-4 См/м (при 20 °C) |
| 434 | Удельное электрическое сопротивление | ≈106 Ом·м (при 20 °C) |
| 435 | Сверхпроводимость при температуре | 6-12 К (при давлении более 160 ГПа) |
| 436 | Критическое магнитное поле разрушения сверхпроводимости | |
| 437 | Запрещенная зона | 2,0 эВ – α-R-бор,
1,6 эВ – β-R-бор, 2,1 эВ – γ-бор |
| 438 | Концентрация носителей заряда | |
| 439 | Твёрдость по Моосу | ≈9,5 |
| 440 | Твёрдость по Бринеллю | |
| 441 | Твёрдость по Виккерсу | 49000 МПа |
| 442 | Скорость звука | 16 200 м/с (при 20 °C) (в тонком стержне) |
| 443 | Поверхностное натяжение | |
| 444 | Динамическая вязкость газов и жидкостей | |
| 445 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных | |
| 446 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных | |
| 446 | Предел прочности на растяжение | 5,7 ГПа |
| 447 | Предел текучести | |
| 448 | Предел удлинения | |
| 449 | Модуль Юнга | |
| 450 | Модуль сдвига | |
| 451 | Объемный модуль упругости | |
| 452 | Коэффициент Пуассона | |
| 453 | Коэффициент преломления |
Кристаллическая решётка бора:
| 500 | Кристаллическая решётка | |
| 511 | Кристаллическая решётка #1 | α-R-бор |
| 512 | Структура решётки | Ромбоэдрическая (тригональная)
|
| 513 | Параметры решётки | a = 10,92 Å, α = 23,81° |
| 514 | Отношение c/a | |
| 515 | Температура Дебая | 1250 K |
| 516 | Название пространственной группы симметрии | R_ 3m |
| 517 | Номер пространственной группы симметрии | 166 |
| 521 | Кристаллическая решётка #2 | β-R-бор |
| 522 | Структура решётки | Ромбоэдрическая (тригональная)
|
| 523 | Параметры решётки | a = 10,17 Å, α = 65,18° |
| 524 | Отношение c/a | |
| 525 | Температура Дебая | |
| 526 | Название пространственной группы симметрии | R_ 3m |
| 527 | Номер пространственной группы симметрии | 166 |
Дополнительные сведения:
| 900 | Дополнительные сведения | |
| 901 | Номер CAS | 7440-42-8 |
Примечание:
100* Данные в таблице приводятся применительно к кристаллическому бору.
201* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.
205* Эмпирический радиус атом бора [1] и [3] составляет 90 пм и 98 пм соответственно.
206* Ковалентный радиус бора согласно [1] составляет 84±3 пм.
402* Температура плавления бора согласно [3] составляет 2075 °C (2 348 K, 3767°F).
403* Температура кипения бора согласно [3] составляет 3865 °C (4 138 K, 6989 °F).
407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) бора согласно [3] и [4] составляет 23,60 кДж/моль и 23 кДж/моль соответственно.
408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) бора согласно [3] и [4] составляет 504,5 кДж/моль и 530 кДж/моль соответственно.
410* Молярная теплоемкость бора согласно [3] составляет 11,09 Дж/(K·моль).
Источники:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Boron
- https://de.wikipedia.org/wiki/Bor
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Бор_(элемент)
- http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=215
[know]