El boro es un elemento polivalente. Es un nutriente crucial para las plantas, un componente importante en la industria nuclear y el ingrediente principal de un extraño fluido llamado oobleck.
situado junto al carbono en la Tabla Periódica de elementos, el boro es un metaloide, una sustancia con propiedades metálicas y no metálicas. Es un elemento complicado, como dijo Artem Oganov, profesor de la Universidad Stony Brook, al New York Times en 2009.
«El boro es un elemento verdaderamente esquizofrénico», dijo Oganov. «Es un elemento de completa frustración., No sabe lo que quiere hacer. El resultado es algo horriblemente complicado.»
Los compuestos de boro, en particular el bórax, han sido utilizados por los seres humanos durante miles de años, según Chemicool. El bórax (tetraborato de sodio) se forma naturalmente durante la evaporación de algunos lagos salados, según AZoM, un sitio de referencia en línea para la comunidad de ingeniería y ciencia de materiales. En el siglo VIII d. c., el bórax se exportaba de los lechos de los lagos Tibetanos a lo largo de la ruta de la seda para su uso por orfebres y Plateros Árabes; también se utilizaba para fabricar esmaltes cerámicos en China.,
estos primeros usos se hacen eco en el nombre de borax( y en última instancia, boron): la palabra proviene del árabe «buraq», o blanco. Sin embargo, el elemento en sí no se extrajo hasta 1808, según la Royal Society of Chemistry. Incluso entonces, los químicos no fueron capaces de obtener una forma pura de boro. Ese objetivo no se alcanzó hasta un siglo después, en 1909, cuando el químico estadounidense Ezekiel Weintraub aisló el 99 por ciento de boro puro.,
solo los hechos
según Jefferson Lab, las propiedades del boro son:
- número atómico (número de protones en el núcleo): 5
- símbolo atómico (en la Tabla Periódica de elementos): b
- peso atómico (masa promedio del átomo): 10.81
- densidad: 2.,37 gramos por centímetro cúbico
- Fase a temperatura ambiente: Suelo
- Punto de fusión: 3,767 grados Fahrenheit (2,075 grados Celsius)
- Punto de ebullición: 7,232 grados F (4,000 grados C)
- Número de isótopos (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones): 6
- isótopos más comunes: B-10 (abundancia natural 19.9 por ciento) y B-11 (abundancia natural 80.,1 por ciento)
Ooky oobleck
como parte de borax, boron es un elemento doméstico muy común que se encuentra en muchos detergentes. (Consejo profesional: una solución de azúcar de bórax también matará a las hormigas! También está en la receta para la Feria de Ciencias goop oobleck, un líquido con algunas propiedades muy extrañas. Una mezcla de solución de bórax y pegamento líquido crea una sustancia que es líquida cuando se vierte, pero sólida cuando está bajo presión., Oobleck es un fluido no newtoniano, lo que significa que su viscosidad depende de la fuerza de corte aplicada a él. El pegamento y el oobleck se unen para crear moléculas de polímero largas y delgadas. Un «golpecito» o presión fuerte fuerza las moléculas en el líquido juntas, creando un sólido. Un movimiento lento como verter o un golpe suave permite que las moléculas fluyan unas contra otras, haciendo que el oobleck se comporte como un fluido. El mismo concepto es lo que hace que Silly Putty sea capaz de fluir y rebotar. (Oobleck también se puede hacer con una mezcla de maicena y agua.)
Pero el boro no es todo diversión y juegos., El isótopo boro-10 resulta ser excelente para absorber neutrones. Esto es extremadamente útil para la fisión nuclear, que es impulsada por neutrones carenados que rompen los átomos de uranio. La clave de este proceso es equilibrarlo para que cada evento de fisión desencadene solo un evento de fisión más; de lo contrario, las reacciones se aceleran como un tren fuera de control y se dice que el reactor se vuelve supercrítico. Malas noticias por todas partes.
para mantener las reacciones nucleares en equilibrio, los reactores están equipados con dispositivos llamados barras de control, a menudo hechas de boro u otros elementos, según los Estados Unidos., Comisión Reguladora Nuclear. El boro absorbe el exceso de neutrones, evitando que se conviertan en demasiados átomos de uranio.
¿Quién lo sabía?
- El boro puede haber sido la clave para la evolución de la vida en la Tierra. El elemento estabiliza la ribosa, parte del ARN, la molécula autoensamblante que puede haber precedido al ADN. (Los virus son esencialmente cadenas de ARN errantes. Un estudio de junio de 2014 encontró que el boro está presente en las rocas más antiguas de la tierra, que se remontan a 3,8 mil millones de años. Esta investigación demuestra que la Tierra primitiva tenía los ingredientes necesarios para construir ARN.,
- O tal vez ese primer ARN obtuvo su boro del espacio. Un estudio de 2013 encontró que un meteorito marciano que aterrizó en la Antártida contenía 10 veces el boro de cualquier objeto extraterrestre medido previamente.
- El boro, en su forma cristalina, es el segundo elemento más duro detrás del carbono (en su forma de diamante), según Chemicool.
- a diferencia de muchos elementos, que se forman en reacciones de fusión dentro de las estrellas, el boro se formó después del Big Bang por un proceso llamado espalación de rayos cósmicos. Durante este proceso, los rayos cósmicos que chocan dividen los núcleos de los átomos, causando la fisión.,
investigación actual
Boron no tiene mucho cachet de cultura pop, pero la ciencia tiene mucho que decir sobre este elemento sorprendentemente intrigante. Por ejemplo, los biólogos de las plantas han sabido desde hace mucho tiempo que sin boro, las plantas no crecen. El elemento es un nutriente esencial.
Pero ¿por qué? Nadie lo supo hasta agosto de 2014, cuando investigadores de la Universidad de Missouri encontraron la respuesta. El boro, encontraron, es crucial para las células madre de las plantas., Las porciones de la planta llamadas meristemas están hechas de células madre, que a su vez son capaces de dar lugar a todas las diferentes células que componen una planta. Sin boro, estos meristemas se marchitan, informaron los investigadores en la revista Plant Cell. En el este de los Estados Unidos, los agricultores tienen que complementar su suelo con boro para aumentar el rendimiento de los cultivos.
El boro también puede ser una bendición para la tecnología. En julio de 2014, los investigadores descubrieron la primera «buckyball» de boro, una estructura similar a la de los buckyballs de carbono con forma de pelota de fútbol que se usan a menudo en la nanotecnología., Las nanoestructuras de carbono (conocidas como fullerenos) se descubrieron por primera vez en la década de 1980, y provocaron una ola de investigación en la búsqueda de otros cúmulos de átomos intrigantes.
«Si nos fijamos en los elementos principales del grupo, no hay mejor lugar para comenzar que el boro», dijo lai-Sheng Wang, un químico de la Universidad Brown que descubrió la primera buckyball de boro. Los átomos de boro se unen fuertemente entre sí, dijo Wang a Live Science, y el elemento tiene un punto de fusión muy alto. Es algo duro.,
Wang y sus colegas comenzaron a unir grupos de átomos de boro para ver las formas que formarían a medida que se unían, un proceso que les requería usar láseres para desalojar electrones del grupo. La velocidad de eyección del electrón se puede usar para determinar cómo se unió originalmente en el cúmulo de átomos, lo que permite a los investigadores mapear la estructura, que llaman borosfereno.
cuando 39 o menos átomos de boro se unen entre sí, forman una estructura plana., Pero a los 40 años, la estructura se convierte en una «jaula» esférica, informaron los investigadores en la revista Nature Chemistry.
Wang y su equipo también han descubierto que algunas de las estructuras planas del boro podrían ser muy útiles. En una investigación publicada en enero de 2014 en la revista Nature Communications, los científicos encontraron que 36 átomos de boro formarán un disco con un agujero hexagonal perfecto en el medio, una disposición que teóricamente hace posible crear una lámina estable de boro de un átomo de espesor., Si se puede crear tal lámina, sería el equivalente de boro del grafeno, que es una lámina de moléculas de carbono de espesor atómico. El grafeno es muy prometedor para la tecnología porque es un conductor barato, fuerte y flexible.
la versión de boro — o «borofeno», como la llaman Wang y sus colegas — podría tener aplicaciones similares como conductor eléctrico y térmico, pero los investigadores aún no están seguros. Primero tendrán que hacer láminas de borofeno reales, y luego probar sus propiedades.,
«a Veces, cuando usted ir al laboratorio y hacer estas cosas, la naturaleza tiene su propio camino», dijo Wang.
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