Boro

¿Qué es el boro?

El boro es el elemento químico de número atómico 5 y símbolo B. Su nombre proviene del árabe buraq y este de burah, forma como se conocía en el medio Oriente al ácido bórico, mientras que en latín se conocía como bórax. Dentro de la tabla periódica, el boro se encuentra en el grupo 13, período 2 y bloque p. Este metaloide tiene una masa atómica de 10,811u, una dureza de 9,5 Mohs y una configuración electrónica [He]2s²2p¹ (dos electrones en el primer nivel y tres en el siguiente). De los catorce isótopos conocidos del boro, sólo dos son estables: ¹⁰B (con 5 neutrones) y ¹¹B (con 6 neutrones). El boro es, junto con el berilio, el litio y el molibdeno, uno de los elementos ligeros más escasos del universo, teniendo una concentración de tan solo 0,0001 ppm. Mientras tanto, en la corteza terrestre tiene una distribución de 10 ppm.

Como propiedades atómicas, el boro tiene un radio medio de 85pm, una electronegatividad de 2,04 en la escala de Pauling, un radio atómico de 87pm (radio de Bohr), un radio covalente de 82pm y un estado de oxidación 3, levemente ácido. Como propiedades físicas, el boro es un elemento que se encuentra en estado sólido bajo condiciones ordinarias y tiene una densidad de 2460 kg/m³, un punto de ebullición de 3927 °C, un punto de fusión de 2076 °C, una entalpía de vaporización de 489,7 kJ/mol, una entalpía de fusión de 50,2 kJ/mol y una presión de vapor de 0,348. La estructura cristalina del boro es romoédrica, su calor específico es de 1026 J/(K.kg), su conductividad eléctrica es de 1,0×10^-4m^-1 S/m, su conductividad térmica es de 27,4 W/(K.m) y su velocidad del sonido es de 16200 m/s a 20 °C.

La historia del boro se remonta hace muchos siglos atrás, cuando el bórax (Na₂B₂O₅(OH)₄) cristalizado en el lago Yamdok Cho, ubicado en el Tíbet, fue utilizado por los orfebres chinos desde el 300 a. C.; en el Antiguo Egipto, se empleaba el natrón (Na₂CO_3·10H₂O) para la momificación; mientras que en Roma se utilizaban compuestos de boro para producir cristales. No obstante, no fue sino hasta 1808 cuando Sir Humphry Davy, en Londres, y Louis-Jacques Thénard y Louis-Josef Gay-Lussac, en París, lograron de forma independiente el boro al calentar bórax y potasio metálico. No obstante, en 1892 el químico francés Henri Moissan logró aislar un boro más puro; aunque este grado pureza fue superado en los Estados Unidos por E. Weintraub, quien mezcló hidrógeno y cloruro de boro (BCl₃), descubriendo así nuevas propiedades de este elemento.

El boro es un polvo oscuro sin ninguna forma determinada. En pequeñas dosis, este elemento no es tóxico; incluso tienen un papel fundamental para la formación de las paredes celulares de las plantas; no obstante, en grandes dosis el boro puede alterar el metabolismo corporal

. Se sabe que al día consumimos al menos 2 miligramos de boro provenientes de alimentos, por lo cual ingerimos hasta 60 gramos de boro en toda nuestra vida. El boro se puede encontrar en las aguas volcánicas de algunos manantiales en forma de ácido bórico (H₃BO₃) y en minerales como la colemanita y el bórax en forma de borato. Los tres mayores productores de boro en el plante son Turquía, Estados Unidos y Chile; mientras que las mayores reservas de este elemento se encuentran en Turquía, Rusia y Estados Unidos.

El boro se utiliza como encendedor para el combustible de fuegos pirotécnicos por su particular llama verde. Varios compuestos del boro, como el bórax, el ácido bórico y el óxido bórico se utilizan para productos de limpieza del hogar y para higiene personal, y para fabricar vidrio resistente al calor y fibras de vidrio. Debido a su absorción de neutrones, el boro-10 se puede emplear para regular reactores nucleares. Anteriormente, el bórax también se empleaba para conservar los alimentos, mientras que, recientemente, se están estudiando compuestos del boro para tratar tumores en el cerebro.

El boro tiene la capacidad de organizarse en distintas formas alotrópicas, las cuales comparten como estructura común un icosaedro regular. Estos icosaedros se pueden ordenar de dos formas distintas: unidos por dos vértices a partir de enlaces covalentes B-B o unidos por tres vértices a partir de un enlace con triple centro y dos electrones. Así, el boro se puede manifestar en alótropos como el boro tetragonal (T-50), con 50 átomos que forman cuatro icosaedros unidos por enlaces B-B y dos boros que realizan una unión tetraédrica; el boro romboédrico alfa (R-12), compuesto por láminas de icosaedros unidas paralelamente por enlaces de tres centros y dos centros dentro de los laminares y entre estos, respectivamente; y el boro romboédrico beta (R-105), compuesto por doce icosaedros de ¹²B ordenados de forma icosaédrica alrededor de una unidad central de ¹²B.