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C'est parti

Présentation

Le bore est un élément chimique qui porte le numéro 5 dans la classification périodique des éléments.

Comment fonctionne le tableau périodique des éléments ?
Voici l'emplacement du Bore dans le tableau périodique des éléments !
Informations générales
SymboleB
Numéro atomique5
FamilleMétalloïde
Groupe13
Période2
Blocp
Masse volumique2,34 g·cm-3 (cristaux)
2,37 g·cm-3 (variété amorphe)
Dureté9,3
CouleurNoir
Propriétés atomiques
Masse atomique10,811 u
Rayon atomique85 pm
Configuration électronique[He] 2s2 2p1
Électrons par niveau d'énergie2 | 3
OxydeFaiblement acide
Système cristallinRhomboédrique
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion2 075°C
Point d'ébullition4 000°C

Définitions

  • Numéro atomique : Le numéro atomique d’un atome représente le nombre de protons de ce dernier
  • Famille : L’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
  • Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
  • Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
  • Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
  • Dureté :  La dureté d’un matériau représente la résistance qu’il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
  • Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique fond, passant ainsi de l’état solide à l’état liquide
  • Point d’ébullition :  Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique bout, passant ainsi de l’état liquide à l’état gazeux

Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C’est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque. Sa dernière révision date de 2016 par l’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l’évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.

Qu'est-ce qu'un cristal ionique ?
Voici un exemple de système cristallin rhomboédrique

Un peu d'histoire

Etymologie

Le mot "bore" vient de borax (borate hydraté de sodium) par perte de son suffixe "-ax". Le mot borax, quant à lui, vient de l'arabe bawraq qui est lui-même emprunté au persan boûraq signifiant brillant à cause de la brillance des cristaux de borax.

Premières découvertes

Où trouver du borax ?
Voici à quoi ressemble un échantillon de borax.
Les composés du bore sont connus depuis des milliers d'années. En effet, dans l'Egypte antique, il était nécessaire d'utiliser du natron lors du procédé de momification. Le natron est un minerai contenant des impuretés comme les borates et d'autres sels minéraux. Depuis la haute Antiquité, il est connu et utilisé par les métallurgiste et céramiste. Mais l'élément ne fut isolé qu'en 1808 par Sir Humphry Davy Gay-Lussac et le baron Louis Jacques Thénard. Ils parvinrent à obtenir une pureté de 50% mais n'identifièrent pas la substance obtenue comme étant du bore. Il faudra attendre Jöns Jacob Berzélius pour que cela soit fait. Ce fut Henri Moissan qui livra les premiers échantillons purifiés et Ezekiel Weintraub, en 1909, obtint le premier échantillon de bore pur.

Présence à l'état naturel

Le bore est facilement adsorbé et solubilisé dans le sol. Il est emporté par ruissellement dans les eau douces européennes. De là, il est lessivé vers les océans où il est très concentré mais présent sous forme d'acide borique. Les océans représentent alors les plus grands réservoirs de bore, on en retrouve en partie dans les sédiments marins.

Propriétés physiques et chimiques

Il existe deux formes principales du bore à l'état de corps simple :

  • Le bore amorphe : il est sous la forme d'une poudre brune
  • Le bore métallique : il est noir et dur (9,4 sur l'échelle de Mohs) et présente une faible conductivité électrique à température ambiante mais c'est un bon conducteur à température élevée

Selon le degré de pureté souhaité il peut être obtenu par réduction de l'acide borique par de l'aluminium ou du magnésium, par réaction entre un halogénure de bore et du dihydrogène ou par décomposition à haute température du diborane. Le bore ne réagit pas avec l'eau ni avec les acides (seul la poudre de bore amorphe est susceptible de s'oxyder lentement au contact de l'acide nitrique). Par contre il peut réagir avec le dioxygène et certains dihalogène (dichlore, difluor et dibrome).

Isotopes

On appelle isotope les nucléides partageant le même nombre de proton que l'élément chimique, mais possédant un nombre de neutron différent.

Le bore possède 14 isotopes connus. Leur nombre de masse varie entre 6 et 19. Seuls 10B et 11B sont stables et naturellement présent dans la nature. Tandis que les isotopes radioactif du bore sont très instables avec des durées de demi-vie ne dépassant pas la seconde.

Qu'est-ce qu'un atome et quelle est sa structure ?
Le bore possède des isotopes radioactifs comme beaucoup d'autres atomes. Pouvez-vous donner des exemples ?

Caractéristiques notables

Le bore est le seul élément non métallique de sa colonne dans le tableau périodique. De plus, ses propriétés chimiques sont différentes de celles de l'aluminium, du gallium, de l'indium et du thallium. Ainsi, il ne possède pas de chimie ionique en solution aqueuse. Le bore trivalent, c'est à dire qu'il est susceptible de former trois liaison covalentes, est utilisée en électronique pour doper le silicum car c'est un accepteur d'électron. Il est important de noter que les composés du bore se comportent souvent comme des acide de Lewis, se liant facilement avec des espèces riches en électron pour combler son déficit électronique. Le bore est transparent à la lumière infrarouge et possède la résistance à la traction la plus élevée de tous les éléments connus. Le bore est présent dans les lessives, ce qui fait de lui un traceur de pollution urbaine dans les réseaux d'assainissement. Il est détectable dans l'eau grâce à la curcumine avec laquelle il forme du rouge de rosocyanine. A haute pression (plus de 10 GPa), le bore est capable de former un cristal ionique à lui seul alors que, d'ordinaire, un tel cristal est constitué d'au moins deux types d'atomes différents. Cela s'explique par le fait que, à cause de la pression, les atomes de bore s'assemblent en deux types d'amas aux caractéristiques ioniques différentes. En effet, certains ions se comportent comme des cations alors que d'autres se comportent comme des anions permettant ainsi la formation d'un cristal ionique

Utilisations

  • Le composé du bore ayant la plus grande importance économique est le borax. Il est utilisé pour la fabrication de fibre de verre isolante et comme agent de blanchiment.
  • Le bore amorphe est utilisé dans les effets pyrotechniques : il donne une couleur verte aux flammes.
  • L'acide borique est un composé important dans certains produits textiles.
  • Remplacés par des produits plus sûrs, l'acide borique était auparavant utilisé en médecine comme médicament biocides.
  • L'acide borique était utilisé comme conservateur alimentaire pour le beurre, le lait ou les produits carnés jusqu'à ce que des empoisonnements graves ou mortels poussent différents pays à interdire son utilisation.
  • Le bore est utilisé pour la formation de verres borosilicatés comme le Pyrex.
  • Les sels de bores étaient utilisés comme insecticides et fongicides pour le bois. Il se pénètre spontanément dans le bois mais s'y fixe mal car très soluble.
  • Il est utilisé en alliage avec le fer et le néodyme pour former de puissants aimants permanents.
  • On trouve du bore principalement dans les légumes-feuilles tels que le chou, la laitue, le poireau, etc. les légumineuses, les noix et les fruits (sauf ceux du genre citrus).
  • D'après les douanes française, la France est nette importatrice de bore.  Son prix moyen à la tonne à l'import était de 570€.

Propriétés toxiques

Présent dans de faibles concentrations, le bore est essentiel à la croissance des végétaux. Mais quand le bore dépasse les 1 ppm dans le sol, il peut provoquer une nécrose marginale des feuilles et affecter la croissance de plantes sauvages ou cultivées. On peut d'ailleurs l'utiliser comme désherbant. Associé au fluor sous forme de trifluorure de bore, le bore peut provoquer des irritations respiratoires, un perte de poids, une augmentation de la masse des poumons et une diminution de la masse du foie avec nécrose et pycnose de certaines parties des reins. D'après les expériences sur des rats, les effets semblent être dépendants de la dose inhalée.

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Joy

Freelancer et étudiante en Sciences de la Vie et de la Terre, je suis un peu une grande sœur qui épaule et aide les autres pour observer et comprendre le monde qui nous entoure et ses curieux secrets !