Boron

Sifat utama

Boron merupakan unsur yang kurang elektron, dan mempunyai p-orbital yang kosong. Ia bersifat electrofilik. Sebatian boron sering berkelakuan seperti asid Lewis, iaitu sedia untuk terikat dengan bahan kaya elektron untuk memenuhi kecenderungan boron untuk mendapatkan elektron.
Ciri-ciri optik unsur ini termasuklah penghantaran cahaya inframerah. Pada suhu piawai boron adalah pengalir elektrik yang tidak baik tetapi merupakan pengalir yang baik pada suhu yang tinggi.
Boron nitrida boleh digunakan untuk menghasilkan bahan sekeras berlian. Nitrida juga berperanan sebagai penebat elektrik tetapi mengalirkan haba sama seperti logam. Unsur ini juga mempunyai sifat pelincir sama seperti grafit. Boron juga sama sepeti karbon denga kemampuannya untuk membentuk rangkaian molekul ikatan kovalen yang stabil.

Sejarah

Sebatian boron (Bahasa Arab Buraq daripada Bahasa Parsi Burah) telah diketahui semenjak berkurun-kurun lamanya. Pada zaman Mesir awal, pengawetan mayat bergantung kepada sejenis bijih yang dipanggil natron, yang mengandungi borat dan juga lain-lain kandungan garam. Penyalut (Glaze) boraks pernah digunakan di China sejak 300 AD, dan sebatian boron digunakan dalam pembuatan kaca pada zaman Rom lama.
Unsur ini tidak pernah diasingkan sehinggalah pada 1808 oleh Sir Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac, dan Louis Jacques Thénard, sehingga mencapai ketulenan sebanyak 50 peratus. Para saintis ini tidak menganggap bahan ini sebagai unsur. Hanyalah Jöns Jakob Berzelius pada 1824 yang telah mengenal pasti boron sebagai sejenis unsur. Boron tulen pertama dihasilkan oleh ahli kimia W. Weintraub dalam tahun 1909.

Ragam kewujudan

Amerika Syarikat dan Turki merupakan pengeluar boron terbesar di dunia. Boron tidak wujud dalam bentuk aslinya dalam alam semulajadi, tetapi dijumpai dalam bentuk campuran dalam boraks, asid borik, colemanite, kernite, ulexite dan borat. Asid borik kadang kala dijumpai dalm mata air gunung berapi. Ulexite ialah garam galian borat yang secara semulajadinya mempunyai sifat seperti gentian optik.
Sunber penting dari segi ekonomi adalah daripada bijih rasorite (kernite) dan tincal (bijih boraks) yang dijumpai di Gurun Mojave di California di mana boraks merupakan sumber yang paling penting. Turki adalah tempat lain yang mempunyai longgokan boraks yang meluas.
Boron tulen dalam bentuk unsur tidak mudah untuk disediakan. Cara terawal adalah melalui penggunaan tindak balas penurunan antara borik oksida dengan logam seperti magnesium atau aluminium. Akan tetapi hasil ini seringkali dicemari dengan logam borida. (Tindak balas tersebut agak menakjubkan). Boron tulen boleh disediakan dengan menurunkan Halogenida boron yang mudah meruap dengan hidrogen pada suhu tinggi.
Dalam tahun 1997 hablur boron (99% tulen) bernilai sebanyak US$5 per gram dan boron amorfus bernilai sebanyak US$2 per gram.

Isotop

Boron mempunyai dua isotop yang stabil dan terhasil secara semulajadi, ¹¹B (80.1%) dan ¹⁰B (19.9%). Perbezaan jisim menyebabkan julat nilai δB-11 yang besar dalam air semulajadi, daripada -16 hingga kepada +59. Terdapat 13 jenis isotop boron yang diketahui, isotop dengan jangka hayat terpendek ialah ⁷B yang mereput melalui pancaran proton dan reputan alfa. Ia mempunyai separuh hayat 3.26500x10⁻²² s. Pemeringkatan isotop boron dikawal melalui tindak balas penukargantian spesis boron B(OH)₃ dan B(OH)₄. Pemeringkatan isotop boron juga berlaku dalam penghabluran garam galian, semasa fasa H₂O berubah dalam sistem hidrotermal, dan semasa perubahan hidroterma batuan. Perubahan hidroterma memberi kesan kepada kecenderungan pengeluaran spesis ion ¹⁰B(OH)₄ ke dalam tanah liat lalu mengakibatkan kandungan larutan yang kaya dengan ¹¹B(OH)₃, mungkin juga merupakan penyebab kepada pengayaan ¹¹B dalam air laut berbanding dengan teras dasar lautan dan teras benua; perbezaan ini boleh bertindak sebagai pengenalan isotop.

Boron susut

Isotop boron-10 berkesan dalam penawanan neutron terma daripada sinaran kosmik atau dalam PWR (Reaktor Air bertekanan, -Pressurized Water Reactor- sejenis reaktor janakuasa nuklear). Ia kemudiannya menjalani pembelahan - menghasilkan sinar gama, satu zarah alfa, dan ion litium. Apabila ini berlaku dalam sebuah litar bersepadu, hasil pembelahan mungkin akan membuang cas ke struktur cip berdekatan, menyebabkan kehilangan data (singkapan bit (bit flipping), atau peristiwa keterbalikan tunggal (single event upset)). Dalam rekaan semikonduktor kritikal, boron susut - yang terdiri daripada hampir semuanya boron-11 - digunakan, untuk mengelakkan kesan ini, sebagai salah satu langkah pengerasan sinaran. Boron-11 ialah hasil sampingan dalam industri nuklear.

Langkah pengawasan

Unsur boron dan borat tidak beracun dan oleh sebab itu tidak memerlukan pengawasan istimewa semasa pengendalian. Sesetengah jenis sebatian yang agak jarang ditemui seperti boron hidrogen, pula adalah toksik dan juga sangat mudah terbakar dan dengan itu memerlukan pengendalian khusus.