ホウケイ酸ガラス
ホウ素はホウケイ酸ガラスに関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。
Mendeleev
周期表
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化学元素 · リファレンス
5B
ホウ素
ホウ素は原子番号5、元素記号Bの元素です。周期表では第2周期・第13族・pブロックに位置し、室温での基準状態は固体です。電子配置は[He] 2s2 2p1です。
原子番号5
標準原子量[10.806, 10.821]
族13
周期2
ブロックp
電子配置[He] 2s2 2p1
電子構造
化学的性質を決めるもの
13族元素は3個の価電子を持ちます。軽い元素では共有結合性が目立ち、下に進むほど金属的性質が強くなります。
ホウ素の電子配置は[He] 2s2 2p1です。化合物では正の酸化状態が中心ですが、結合の性質は元素と相手原子によって変わります。
化学形
化合物・イオン・材料
13族では酸化物、ハロゲン化物、共有結合性またはイオン性の化合物が重要です。軽い元素ほど共有結合性が強く、重い元素ほど金属的になります。
物理的性質
状態と相変化
室温での基準状態は固体です。掲載している密度は2.34g/cm³です。融点は2 365 K (2 092 °C)です。沸点は4 200 K (3 927 °C)です。実際の値は圧力、純度、結晶構造や同素体によって変わることがあります。
存在と用途
ホウ素はどこにあり、何に使われるか
ホウ素は化合物、鉱物、合金、または人工的に得られる材料の中で見られます。代表的な用途には「ホウケイ酸ガラス」「ガラス繊維」「植物栄養」などがあります。実際に利用される形は、元素単体とは限らず、特定の化合物・合金・同位体である場合があります。
具体例
実際の用途
ガラス繊維
ホウ素はガラス繊維に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。
植物栄養
ホウ素は植物栄養に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。
周期表上の位置
周辺元素からわかること
ホウ素は第2周期・第13族・pブロックにあります。周辺には炭素、アルミニウム、ケイ素などが位置し、横・縦に比較すると原子半径、イオン化エネルギー、電気陰性度、結合傾向の周期的変化が見えてきます。
基礎データ
物理・原子データ
分類半金属
室温での状態固体
電子殻2 · 3
密度2.34g/cm³
融点2 365 K (2 092 °C)
沸点4 200 K (3 927 °C)
ポーリング電気陰性度2.04
第一イオン化エネルギー800.6 kJ/mol
電子親和力26.99 kJ/mol
値は、該当する場合には中性原子または元素の代表値を示します。物性値は同素体、圧力、測定条件によって変わることがあります。
歴史
発見と同定
ホウ素の発見はJoseph Louis Gay-Lussacと関連付けられています。ただし、元素の認識、純粋な試料の単離、現在の原子番号による定義は、必ずしも同じ時期に成立したわけではありません。
同位体
同位体組成と原子量
ホウ素の標準原子量は[10.806, 10.821]の範囲で示されます。天然試料では同位体比がわずかに変動するため、一つの小数値だけではその変動を表せません。
ホウ素には少なくとも一つの安定同位体があります。同位体は陽子数が同じため同じ元素ですが、中性子数が異なるので原子質量が変わります。
安全性
取り扱いと曝露
ホウ素の安全性は、元素単体か化合物か、量、濃度、曝露経路によって大きく変わります。元素名だけで危険性を判断せず、実際に扱う物質の安全データを確認する必要があります。