Úvod
Bor (B) je polokov s protonovým číslem 5, řadící se do 13. skupiny periodické tabulky. V přírodě se nikdy nenachází v čisté, volné formě. Jeho podoba se liší podle struktury – může jít o hnědý amorfní prášek, nebo o extrémně tvrdou, černou a lesklou krystalickou látku. Průmyslově se bor získává především z minerálů jako je borax a kernit. Tato ložiska se těží ve velkém hlavně v Turecku a USA, často ve vyschlých sopečných a jezerních oblastech, kde se tyto sloučeniny během věků koncentrovaly.
Vlastnosti
Bor je chemický prvek, polokov, se značkou B a protonovým číslem 5. Vyskytuje se v několika alotropických modifikacích. Nejběžnější je amorfní bor, hnědý prášek, a extrémně tvrdý, černý a lesklý krystalický bor. Krystalická forma se svou tvrdostí blíží diamantu a vykazuje velmi vysokou teplotu tání přes 2000 °C. Za běžných podmínek je špatným elektrickým vodičem, avšak jeho vodivost s rostoucí teplotou výrazně stoupá, což je typické pro polovodiče. Chemicky je poměrně inertní, odolává působení kyselin. Za vyšších teplot však ochotně reaguje s kyslíkem, dusíkem i halogeny a tvoří stabilní kovalentní sloučeniny.
Vznik názvu
Název prvku je odvozen od jeho nejdůležitější sloučeniny, minerálu boraxu. Samotné slovo „borax“ má kořeny v arabském výrazu „buraq“ (بورق), kterým Arabové označovali tento minerál. Tento název byl později přejat do latiny jako „borax“ a stal se základem pro pojmenování nově izolovaného prvku.
Objev
Ačkoliv byly sloučeniny boru, zejména borax, známé a využívané po staletí v metalurgii a při výrobě skla, samotný prvek byl izolován až na počátku 19. století. V roce 1808 se to nezávisle na sobě podařilo hned třem vědcům. V Anglii jej připravil Sir Humphry Davy a ve Francii Joseph Louis Gay-Lussac společně s Louisem Jacquesem Thénardem. Všichni použili podobnou metodu, a to redukci kyseliny borité zahříváním s kovovým draslíkem. Získaný produkt však nebyl čistý. Název prvku byl odvozen od arabského slova pro borax, „buraq“, a podobnosti s uhlíkem.
Výskyt v přírodě
V přírodě se bor nikdy nevyskytuje v ryzí, elementární formě, ale výhradně ve vázaném stavu, nejčastěji ve formě boritanových minerálů. Mezi nejdůležitější suroviny patří borax (tinkal), kernit, ulexit a kolemanit. Největší světová ložiska těchto minerálů se nacházejí v Turecku a ve Spojených státech, konkrétně v kalifornské Mohavské poušti. Průmyslová výroba amorfního boru probíhá nejčastěji redukcí oxidu boritého hořčíkem za vysokých teplot. Pro získání velmi čistého krystalického boru se používá termický rozklad jeho plynných sloučenin, například diboranu, nebo redukce halogenidů vodíkem na žhaveném vlákně.
Využití
Bor je polokov s nesmírně širokým uplatněním. Lidé ho využívají pro výrobu borosilikátového skla, známého jako Pyrex, které odolává teplotním šokům. Je klíčovou složkou v keramice, smaltech a pracích prášcích. V metalurgii zvyšuje tvrdost ocelí a je součástí super-silných neodymových magnetů. Jaderný průmysl ho používá jako pohlcovač neutronů pro regulaci reaktorů. V přírodě je bor esenciální mikroživinou pro rostliny, kde se podílí na stavbě buněčných stěn a procesu opylení. Pro živočichy je důležitý pro metabolismus vápníku, ale ve vyšších koncentracích může být toxický.
Sloučeniny
V přírodě se bor vyskytuje výhradně ve formě sloučenin, nikdy ne jako čistý prvek. Mezi nejznámější přírodní minerály patří borax, kernit a ulexit, často nacházené v sedimentech vyschlých solných jezer. Kyselina boritá se přirozeně objevuje v sopečných oblastech. Člověk synteticky vyrábí řadu fascinujících sloučenin. Karbid boru patří mezi nejtvrdší známé materiály, používá se do brnění a brusiv. Nitrid boru existuje ve formách podobných grafitu i diamantu a slouží jako vysokoteplotní mazivo či izolant. Borany, sloučeniny s vodíkem, se zkoumaly jako vysoce energetické raketové palivo.
Zajímavosti
Bor se vyznačuje několika unikátními vlastnostmi. Jeho původ ve vesmíru je neobvyklý; nevzniká fúzí ve hvězdách jako lehčí prvky, ale tříštěním těžších jader kosmickým zářením. V elementární podobě je extrémně tvrdý, jeho krystalické formy se tvrdostí blíží diamantu. Při hoření barví plamen charakteristickou, jasně zelenou barvou, což se využívá v pyrotechnice. Pro rostliny představuje bor prvek s velmi úzkým optimálním rozmezím – malý nedostatek brzdí růst, zatímco jen mírně vyšší koncentrace je již silně toxická. Jeho chemie je komplexní díky schopnosti tvořit stabilní elektronově deficitní vazby.
