estudiante

Boro y sus compuestos
Bibliografía recomendada:
• Housecroft, C.E. y Sharpe, A.G., “Inorganic Chemistry”, 2ª ed, Pearson High
Education. Harlow 2005. Traducida: “Química Inorgánica” 2ª ed. PearsonPrentice Hall, Madrid 2006.
• Greenwood, N.N. y Earnshaw, A., “Chemistry of the Elements”, 2ª ed.
Butterworth Heinemann, Oxford 1998.
• Shriver, D.F. y Atkins, P.W., “Inorganic Chemistry”, 3rd Ed,Oxford University
Press, Oxford 1999.
• Atkins, P., Overton, T., Rourke, J., Weller, M., Armstrong, F., “Química
Inorgánica”, 4ª ed, McGraw-Hill Interamericana. México 2008.
• Gutiérrez Ríos, E., ”Química Inorgánica”, Editorial Reverté. Barcelona 1985.

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Introducción
• El boro es un elemento de características únicas. Como
iremos viendo a lo largo del tema, posee propiedades que lositúan en el límite entre los metales y los no metales: es un
semiconductor y no un conductor metálico.
• Químicamente se le debe clasificar como un no-metal.
• En el sistema periódico, dentro de su grupo es el único nometal, lo cual hace que se establezcan diferencias con los
restantes elementos del grupo: Al, Ga, In y Tl.
• Al mismo tiempo, el boro en su química muestra muchas
analogías conla química del carbono y más
fundamentalmente con la del silicio.
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Propiedades físicas y estado natural
•

El boro se encuentra en la naturaleza con una abundancia de 3 ppm, formando
compuestos como:
– TURMALINA, que es un aluminosilicato con un contenido en boro del 10 %, o
– Boratos, como el BÓRAX, Na2B4O7 · 10 H2O, y la KERNITA Na2B4O7 · 4 H2O.

•

Presenta dos isótoposestables: 10B (I = 3) y
isotópica de 19,1 y 80,9 % respectivamente.

11B

(I = 3/2) con una proporción

•

Tiene una configuración electrónica, en la capa de valencia, igual a 2s22p1.

•

Sus propiedades físicas son difíciles de determinar como consecuencia de su
polimorfismo y de la dificultad de obtenerlo puro.

•

El boro β-romboédrico se caracteriza por tener las siguientespropiedades:
– Punto de fusión = 2180 °C
– Punto de ebullición = 3650 °
– ∆Hsublimación = 570 kJ · mol-1
– Conductividad eléctrica a temperatura ambiente = 1.5 x 10-6 ohm-1cm-1
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Alotropía 1
Formas alotrópicas del boro
• El boro presenta numerosas formas alotrópicas teniendo, la mayoría de
ellas, como elemento estructural común un icosaedro regular.
• Las formas alotrópicas difieren en laordenación de los icosaedros en la
estructura cristalina, pudiendo realizarse esta de dos formas diferentes:

1. Unión de dos icosaedros por dos vértices, mediante enlaces covalentes
normales B-B.
2. Unión de tres icosaedros mediante tres vértices por un enlace de tres centros
por dos electrones.

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Alotropía 2
Los átomos de boro de los icosaedros están unidos mediante enlacesdeslocalizados en el conjunto del poliedro que, de forma simplificada, se
pueden referir a la deslocalización en caras, de tal forma que las aristas
del icosaedro tienen significado geométrico pero no representan enlaces
entre los átomos que ocupan los vértices del icosaedro.
• La distancia B-B = 180 pm es mayor que la longitud de un enlace simple
(162 pm). Cada boro emplea tres electrones para launión con 6 ó 7
átomos contiguos, consecuentemente el orden de enlace es menor de la
unidad, lo que justifica la distancia encontrada.
•

5

Alotropía 3
Las principales formas de asociarse los icosaedros en el boro cristalino son:
1. Boro tetragonal (T-50): consta de 50
átomos de boro por celdilla
elemental, que son 4 unidades
icosaédricas unidas entre sí por
algunos enlace B-B, y dedos boros
elementales que actúan uniendo los
icosaedros tetraédricamente.
Tiene una densidad de 2,31 g · cm-3 y
se obtiene reduciendo el BBr3 con H2
a temperatura mayor de 1200 °C o
por descomposición térmica del
haluro sobre Ta o W a 1300 °C.

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Alotropía 4
2. Boro romboédrico α (R-12): Son
láminas de icosaedros unidas
paralelamente. La unión dentro de
las láminas es por enlaces...