Boro (B)

O boro é um semimetal que pertence à família 3A ou grupo 13, com cinco prótons em sua estrutura. O boro realiza três ligações devido à hibridização sp2, sendo o composto uma exceção à regra do octeto. É um semicondutor pouco reativo, leve, que agrega a materiais, como ligas de aço e vidros, resistência mecânica e resistência à corrosão, sendo assim empregado em equipamentos aeroespaciais, construção civil, e artigos esportivos.

O boro desempenha importantes funções no metabolismo vegetal e animal, atua em, pelo menos, 26 enzimas dos vegetais, e, no corpo humano, auxilia na absorção de cálcio, magnésio e fósforo.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Propriedades do boro
• 2 - Características do boro
• 3 - História do boro
• 4 - Obtenção do boro
• 5 - Aplicações do boro
• 6 - Exercícios resolvidos

Propriedades do boro

• Símbolo: B

• Massa atômica: 10,811(7) u

• Número atômico: 5

• Eletronegatividade: 2,04

• Configuração eletrônica: 1s² 2s² 2p¹

• Série química: semimetal do grupo 13 ou família 3ª

• Período da tabela periódica: 2°

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Características do boro

• Não é um bom condutor.

• Possui elevada dureza.

• Possui alta resistência mecânica.

• Aspecto: pó, sólido à temperatura ambiente, amorfo, de cor cinza escuro

• Possui baixa reatividade.

• É encontrado apenas como parte de outros compostos, como:

- ácido bórico (H3BO3);

- trióxido de boro (B₂O₃);

- bórax (Na₂B4O₇.10H₃O).

• Tende a realizar ligações covalentes.

• Possui hibridização do tipo sp2.

História do boro

O nome boro veio dos termos buraq ou burah, de origem árabe e persa respectivamente. Compostos de boro foram usados na Antiguidade pelos chineses, egípcios e babilônicos. Vidros temperados com bórax eram fabricados pelos chineses no século III, e relatos históricos descrevem que, no século XIII, foram levados objetos que tinham boro em sua composição para Itália pelo explorador e embaixador Marco Polo.

A obtenção do boro puro e a sua descoberta como um metaloide deram-se em uma trajetória da qual fizeram parte vários cientistas e estudiosos. Joseph Louis Gay-Lussac, Humphry Davy e Louis Jacques Thénard, em 1808, conseguiram preparar uma fórmula impura do boro, chamada boracium, por redução do ácido bórico com potássio.

O boro foi classificado como elemento químico, em 1824, por Jacob Berzelius, considerado pai da química moderna, ele obteve o elemento pela redução do sal fluoreto de boro, ainda assim, não o isolando completamente. Apenas em 1909, nos Estados Unidos, Ezekiel Weintraub conseguiu, mediante uma mistura de cloreto de boro (BCl₃) vaporizado e hidrogênio, isolar totalmente o elemento boro.

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Obtenção do boro

O boro é um elemento que não se encontra livre na natureza, está sempre associado a outros minerais e substâncias. Existem 150 compostos contendo boro, sendo que os elementos comumente presentes nessa combinação são cálcio, magnésio e sódio. A ocorrência geológica do boro dá-se principalmente em regiões com atividade vulcânica, onde se encontram os minerais borax, kernita, ulexita e colemanita, principais fontes de boro usadas comercialmente.

As maiores reservas de bórax estão localizadas na Turquia e no Deserto de Mojave, na Califórnia. Também é possível encontrar o boro em regiões marinhas, no solo e nas plantas, só que em menor quantidade concentrada.

A extração do boro amorfo, pó impuro, utilizado em artigos pirotécnicos, pode ser feita pela redução do trióxido de boro com magnésio, tendo como produto final boro com pureza de 95% a 98%:

B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO

O boro, em na sua forma mais pura, é obtido pela reação entre vapor de tricloreto ou tribrometo de boro e hidrogênio em filamentos aquecidos.

Aplicações do boro

Aplicado no processo de mumificação, na Antiguidade, pelos egípcios.

• Utilizado pelos artesões europeus na fabricação de joias devido a sua aparência lustrosa.

• Aplicado na fabricação de vidros temperados (vidros resistentes).

• Aplicado na fabricação de velas.

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• Aplicado na fabricação de produtos anticorrosivos.

• Usado em análises químicas de óxidos.

• A kernita, um mineral composto por boro, é aplicada no setor de construção civil e tecnologia nuclear.

• Fibras compostas de boro são resistentes e leves, sendo aplicadas em equipamentos aeroespaciais e produtos esportivos, como taco de golfe, raquetes e varas de pesca.

• Compostos de boro, como bórax e ácido bórico, são eficientes germicidas e inseticidas, principalmente contra baratas, por debilitar seu sistema digestivo.

• Faz parte da composição dos ímãs de terras raras ou ímãs neodímio, aplicados em aparelhos eletrônicos e eletromecânicos e em ressonâncias magnéticas.

• Tem um importante papel na fisiologia animal e vegetal, atuando nos processos metabólicos relacionados à estrutura óssea e à produção de minerais. Tem sido muito aplicado na produção de suplementos para o tratamento de deficiências de cálcio, magnésio e vitamina D.

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Exercícios resolvidos

Questão 1 – (COMVEST) A descoberta do elemento boro (Z = 5) é atribuída a Sir Humprey Davy, Gay Lussac e L. J. Thenard, em 1808, simultaneamente, na Inglaterra e na França. Somente com base no seu número atômico, muitas informações sobre suas propriedades podem ser inferidas. Abaixo estão enunciadas algumas dessas propriedades, mas somente uma é correta:

A) Seu estado de oxidação mais comum é 2.
B) A estrutura de Lewis de sua molécula diatômica é :B:B:
C) Deve formar moléculas em que o átomo de boro não obedece à regra do octeto.
D) Não forma compostos covalentes.
E) É um elemento do terceiro período da tabela periódica.

Resolução

Alternativa C.

A) Errada – O estado de oxidação mais comum do boro é 3.
B) Errada – A estrutura de Lewis aplicável à molécula diatômica do boro é B=B.
C) Correta – O boro é uma exceção à regra do octeto, ele possui hibridização sp2, ficando estável, portanto, com seis elétrons na camada de valência.
D) Errada – O boro forma compostos covalentes, sendo capaz de realizar três ligações covalentes.
E) Errada – O boro pertence ao segundo período da tabela periódica.

Questão 2 – Analise as afirmativas seguintes sobre o elemento boro, e julgue-as como verdadeiras ou falsas.

I – O boro é um ametal, tendo seis elétrons em sua estrutura atômica natural, pois foge à regra do octeto.

II – O boro é usado na formulação de suplementos nutricionais para prevenção de osteoporose.

III – O boro é aplicado na fabricação de vidros temperados e ligas de aço, pois agrega resistência mecânica a esses materiais.

a) Apenas I está correta.

b) Apenas III está correta.

c) I e II estão corretas.

d) II e III estão corretas.

e) Todas estão corretas.

Resolução

Alternativa D.

I – INCORRETA: o boro não é um ametal e não possui seis elétrons em sua estrutura atômica original. Ele realmente é uma exceção à regra do octeto, mas só se estabiliza com seis elétrons na camada de valência quando se liga a outro átomo.

II – CORRETA: o boro auxilia na absorção de nutrientes essenciais na estrutura óssea, como cálcio e magnésio.

III – CORRETA: o boro é um elemento que possui alta dureza e baixa reatividade, e, ao ser aplicado a metais, agrega à liga resistência mecânica e corrosiva, o mesmo acontece no caso dos vidros temperados, a principal preocupação, neste caso, é em relação à resistência a atritos.

Por Laysa Bernardes Marques
Professora de Química