Élément chimique · fiche de référence

Bore

Le bore est l’élément 5 (B), situé en période 2, groupe 13 et dans le bloc p. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [He] 2s2 2p1.

Numéro atomique5

Poids atomique standard[10,806 ; 10,821]

Groupe13

Période2

Blocp

Configuration électronique[He] 2s2 2p1

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les éléments du groupe 13 possèdent trois électrons de valence dans les sous-couches s et p externes. L’équilibre entre liaisons covalentes et états d’oxydation positifs évolue en descendant dans le groupe, à mesure que la taille atomique et le caractère métallique augmentent.

Pour le bore, la comparaison avec les éléments situés juste au-dessus et au-dessous est donc plus informative qu’une description uniforme du groupe 13.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

La chimie du groupe 13 comprend oxydes, halogénures et composés covalents ou ioniques dans des états d’oxydation positifs. Les membres légers présentent davantage de caractère covalent, tandis que les éléments lourds deviennent plus métalliques.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 2,34g/cm³. Le point de fusion est 2 365 K (2 092 °C). Le point d’ébullition est 4 200 K (3 927 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le bore n’est pratiquement pas présent à l’état libre dans la nature ; on le trouve surtout sous forme de borates. Ses composés sont utilisés dans le verre borosilicaté, certaines céramiques et divers matériaux techniques. Le bore joue aussi un rôle dans la chimie des semi-conducteurs et dans certains matériaux absorbant les neutrons.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

verre borosilicaté

Le verre borosilicaté résiste bien aux chocs thermiques car sa composition limite la dilatation thermique.

fibre de verre

Le bore intervient dans la composition des verres ou fibres pour modifier leurs propriétés thermiques, mécaniques ou chimiques.

nutrition des plantes

Le bore est nécessaire à la croissance végétale ou apporté sous forme de composés assimilables par les plantes.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le bore est en période 2 et dans le groupe 13. Dans le voisinage affiché, le carbone est immédiatement à sa droite sur la même période ; l’aluminium est juste au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétalloïde

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 3

Masse volumique2,34g/cm³

Point de fusion2 365 K (2 092 °C)

Point d’ébullition4 200 K (3 927 °C)

Électronégativité de Pauling2,04

Première énergie d’ionisation800,6 kJ/mol

Affinité électronique26,99 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du bore est associée à Joseph Louis Gay-Lussac. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est donné sous forme d’intervalle : [10.806, 10.821]. Les proportions isotopiques varient légèrement selon les échantillons naturels ; une seule valeur décimale masquerait cette variation réelle.

Le bore possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au bore dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le bore élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.