# 붕소

붕소(5B)| 붕소, β-rhombohedral(마름모계) |
| 개요 |
| 영어명 | Boron |
| 주기율표 정보 |
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| 수소 |  | 헬륨 |
| 리튬 | 베릴륨 |  | 붕소 | 탄소 | 질소 | 산소 | 플루오린 | 네온 |
| 나트륨 | 마그네슘 |  | 알루미늄 | 규소 | 인 | 황 | 염소 | 아르곤 |
| 칼륨 | 칼슘 |  | 스칸듐 | 타이타늄 | 바나듐 | 크로뮴 | 망가니즈 | 철 | 코발트 | 니켈 | 구리 | 아연 | 갈륨 | 저마늄 | 비소 | 셀레늄 | 브로민 | 크립톤 |
| 루비듐 | 스트론튬 |  |  | 이트륨 | 지르코늄 | 나이오븀 | 몰리브데넘 | 테크네튬 | 루테늄 | 로듐 | 팔라듐 | 은 | 카드뮴 | 인듐 | 주석 | 안티모니 | 텔루륨 | 아이오딘 | 제논 |
| 세슘 | 바륨 | 란타넘 | 세륨 | 프라세오디뮴 | 네오디뮴 | 프로메튬 | 사마륨 | 유로퓸 | 가돌리늄 | 터븀 | 디스프로슘 | 홀뮴 | 어븀 | 툴륨 | 이터븀 | 루테튬 | 하프늄 | 탄탈럼 | 텅스텐 | 레늄 | 오스뮴 | 이리듐 | 백금 | 금 | 수은 | 탈륨 | 납 | 비스무트 | 폴로늄 | 아스타틴 | 라돈 |
| 프랑슘 | 라듐 | 악티늄 | 토륨 | 프로트악티늄 | 우라늄 | 넵투늄 | 플루토늄 | 아메리슘 | 퀴륨 | 버클륨 | 캘리포늄 | 아인슈타이늄 | 페르뮴 | 멘델레븀 | 노벨륨 | 로렌슘 | 러더포듐 | 더브늄 | 시보귬 | 보륨 | 하슘 | 마이트너륨 | 다름슈타튬 | 뢴트게늄 | 코페르니슘 | 니호늄 | 플레로븀 | 모스코븀 | 리버모륨 | 테네신 | 오가네손 |

 |  ↑ **B** ↓ Al |
| Be ← **B** → C |

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| 원자 번호 (*Z*) | 5 |
| 족 | 13족 |
| 주기 | 2주기 |
| 구역 | p-구역 |
| 화학 계열 | 준금속 |
| 전자 배열 | [He] 2s2 2p1 |
| 준위별 전자 수 | 2, 3붕소의 전자껍질 (2, 3) |
| 물리적 성질 |
| 겉보기 | 검은색/갈색 |
| 상태 (STP) | 고체 |
| 녹는점 | 2349 K 2076 °C 3769 °F |
| 끓는점 | 4200 K 3927 °C 7101 °F |
| 밀도 액체(녹는점)일 때 | 2.08 g/cm3  |
| 융해열 | 50.2 kJ/mol  |
| 기화열 | 508 kJ/mol  |
| 몰열용량 | 11.087 J/(mol·K)  |
| **증기 압력**

| 압력 (Pa) | 1 | 10 | 100 | 1 k | 10 k | 100 k |
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| 온도 (K) | 2348 | 2562 | 2822 | 3141 | 3545 | 4072 |

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| 원자의 성질 |
| 산화 상태 | **3**, 2, 1, −1, −5  ​(약한 산성 산화물) |
| 전기 음성도 (폴링 척도) | 2.04  |
| 이온화 에너지 | * 1차: 800.6 kJ/mol
* 2차: 2427.1 kJ/mol
* 3차: 3659.7 kJ/mol
* (more)
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| 원자 반지름 | 90 pm (실험값)  |
| 공유 반지름 | 84±3 pm  |
| 판데르발스 반지름 | 192 pm  |
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| **스펙트럼 선** |

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| 그 밖의 성질 |
| 결정 구조 | 마름모계
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| 음속  (얇은 막대) | 16200 m/s (20 °C)  |
| 열팽창 | β형: 5–7 µm/(m·K) (25 °C)  |
| 열전도율 | 27.4 W/(m·K)  |
| 전기 저항도 | ~106 Ω·m (20 °C)  |
| 자기 정렬 | 반자성  |
| 자기화율 | −6.7·10−6 cm3/mol |
| 부피 탄성 계수 | 320 GPa  |
| 모스 굳기계 | ~9.5  |
| 비커스 굳기 | 49000 MPa  |
| CAS 번호 | 7440-42-8 |
| 역사 |
| 발견 | 조제프 루이 게이뤼삭, 루이 다게르 테나르 (1808년 6월 30일) |
| 최초 분리 | 험프리 데이비 (1808년 7월 9일) |
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| 동위체 | 존재비 | 반감기 | DM | DE (MeV) | DP |
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| 10B | 19.9%\* | 안정 |
| 11B | **80.1%**\* | 안정 |

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| 붕소-10의 양은 시료에 따라 19.1%에서 20.3% 사이이다. 붕소-11의 양은 그 나머지에 해당된다. |
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**붕소**(硼素, 영어: Boron 보론[\*], 일본어: ホウ素 호우소[\*])는 준금속 화학 원소로 기호는 **B**(←라틴어: Borium 보리움[\*])이고 원자 번호는 5이다.

## 역사

붕소는 홑원소 물질로는 자연에 존재하지 않고 붕사나 붕산석 등의 붕산염 광물로 산출된다. 순수한 홑원소 물질로의 분리는 프랑스의 앙리 무아상이 1892년 산화 붕소에서 분리시켰다. 원소명은 아라비아어의 **붕사**(buraq)에서 유래하였다. 1909년이 되어서야 순도가 높고 불순물이 섞이지 않은 붕소를 얻어낼 수 있었다.

## 특징

붕소는 홑원소 상태에서 탄소와 비슷한 흑회색이다. 다이아몬드 다음으로 단단하다고 알려져 있다. 하지만 산소나 탄소 등과 반응해, 산화 붕소 또는 탄화 붕소를 만들면 다이아몬드보다 물렁물렁해진다.
붕소는 비금속 원소로 간주할 수 있는 3A족 원소 중 유일한 원소이다.
붕소의 전자 배치는[He]2s22p1이다.

## 주요 화합물

H3BO3(붕산)
붕소와 수소로만 구성되어 있는 화합물 집단을 보레인(borane) 화합물이라고 한다.
가장 간단한 보레인은 BH3이다. 이 분자는 여섯 개의 원자가 전자만 갖는다. 따라서 팔전자 규칙의 예외이다.
결과적으로 BH3은 자기 스스로 반응하여 다이보레인(diborane, B2H6)을 생성한다.
이 반응은 Lewis 산-염기 반응으로 간주할 수 있다. 각 BH3에서 하나의 BH 결합 전자 쌍이 다른 분자에게 전자 주개 역할을 한다.
결과적으로 다이보레인은 수소 원자가 두 개 결합을 생성하는 특이한 분자이다.
다리놓인 수소(bridging hydrogen)라고 하는 이러한 수소는 흥미로운 화학 반응성을 보인다.
두 개의 붕소 원자 간에 수소 원자의 공유는 각 붕소 원자의 원자가 전자의 결핍을 다소 보완한다.
그럼에도 불구하고 다이보레인은 격렬하게 반응하는 큰 분자이고, 공기 중에서 자발적 가연성이다.
산화 붕소나 탄화 붕소는 다이아몬드보다 단단하다고 알려져 있다. 하지만 희귀하다는 이유로, 잘 쓰이지 않는다.

## 용도

### 유리

붕소의 색상은 흑회색이지만 유리(주로 이산화규소(SiO2)로 구성됨)에 섞으면 투명해지며, 붕소를 포함한 유리는 열팽창률이 작아 내열유리, 조리용 주전자, 화학실험 플라스크, 비커 등에 사용된다. 붕산을 포함한 붕산수는 고속 중성자를 매우 잘 흡수하기 때문에 고준위 방사성 폐기물을 담구어 보관하거나 원자로의 비상냉각시스템에 쓰인다.

### 약품

붕산(H3BO3)은 살균작용이 있어 바퀴벌레약이나 눈 세정제 등의 약품에 널리 사용된다.

### 원자력

10B 동위원소는 열중성자를 아주 잘 포획하는데, 중성자의 에너지에 따라 다르지만, 그 능력은 11B의 대략 100만 배 정도이다. 이 때문에 10B 동위원소 화합물들은 원자력 산업에서 핵반응 조절제, 응급 핵반응 중지제, 그리고 핵연료 재충전을 위한 가동 정지제로 사용된다.

### 초전도체

2001년 일본 아오야마가쿠인(靑山學院) 대학의 아키미츠 준(秋光純) 교수팀이 이붕화 마그네슘(MgB2)이 39K라는 비교적 고온에서 초전도 현상을 나타내는 것을 발견하였으며, 재미 한국인 과학자인 최형준 박사가 그 초전도성 메커니즘을 최초로 규명하였다.

* 질화 붕소

Brown 외 4인 [2011년 2월] «일반 화학 제12판», 일반화학교재연구회

* “붕소”. 《네이버캐스트》.
* **(영어)** 붕소 - WebElements.com