БОР (лат. Borum) В - химический элемент III группы периодической системы Менделеева; атомный номер 5, атомная масса 10,81. Твёрдое кристаллическое вещество обычно серовато-чёрного или коричневого цвета (из-за примесей); в чистом виде бесцветен. Элемент состоит из двух изотопов: ¹⁰В (19%) и ¹¹В (81%).

Б. довольно широко распространён в природе (1,2^.10^-3% по массе в составе земной коры), то есть почти так же, как свинец. Встречается он только в виде соединений с кислородом. Таковы борная кислота (минерал сассолин) Н₃ВO₃, бура (тинкал) Na₂B₄O₇^.10Н₂О, кернит , Na₂B₄O₇^.4Н₂О ашарит MgHBO₃ и дру­гие бораты. Особенно богаты борной кисло­той некоторые горячие источники и озёра Центральной Италии (Тоскана). Там на участке около 20 км² из глубин земли поднимаются нагретые до 190 °С пары, содержащие борную кислоту. Главные месторождения боратов на­ходятся в ГДР (Стасфурт), СССР (Казахстан), США (Калифорния).

Одно из наиболее давно известных соединений Б. - бура упоминается в алхимических рукописях (араб, «борак» или лат. borax). Отсюда и произошло название самого элемента, впервые полученного в 1808 г. французскими химиками Ж. Гей-Люссаком и Л. Тенаром. Более ста лет химики не умели выделить Б. в достаточно чистом виде. Лишь в 1909 г. был получен Б. чистотой 99% , а в наше время - чистотой 99,999%. Интерес к элементу резко возрос в 60-х гг.: он оказался необходимым в новейших отраслях науки и техники.

Чистый кристаллический Б. имеет плотность 2,3 г/см³, t_пл =  2075 °С, t_кип = 3860 °С. Б, - полупроводник; в обычных условиях он плохо про­водит электрический ток, но при нагревании его электропроводность увеличивается (это и характерно для полупроводников).

В соответствии с положением Б. в периодиче­ской системе, его атом имеет три внешних элек­трона (конфигурация 2s²2p¹). Для Б. типична валентность III (степень окисления +3). Вообще же строение соединений Б. - один из самых сложных вопросов неорганической химии.

При обычной температуре Б. довольно инертен и взаимодействует из всех химических элементов лишь с фтором, образуя газообразный фторид BF₃. С нагреванием его активность возрастает, так что он непосредственно соединяется со всеми галогенами, углеродом, азотом, фосфором. При 700 °С Б. горит на воздухе, об­разуя борный ангидрид В₂O₃. С водородом Б. не взаимодействует, бороводороды получают косвенным путём. При нагревании Б. соединяется с металлами, образуя бориды. При высокой температуре разлагает водяной пар:

2В + ЗН₂O = В₂O₃ + ЗН₂

Концентрированные азотная и серная кислоты окисляют Б. до борной кислоты:

В + 3HNO₃ = Н₃ВO₃ + 3NO₂

Другие кислоты на Б. не действуют. Концент­рированные растворы щелочей медленно растворяют Б., взятый в виде порошка (но не в виде монолитных  кристаллов):

2В + 2NaOH + 2Н₂O = 2NaBO₂ + ЗН₂

NaBO₂ - это метаборат натрия.

Многие соединения Б. обнаруживают большое своеобразие, привлекающее исследователей в течение вот уже полутора столетий. Атом Б., соединяясь с галогенами, образует три ковалентные связи и оказывается окружённым шестью электронами. Их только шесть, тогда как устойчивая внешняя электронная оболочка обычно включает в себя электронную восьмёрку. Вот почему нейтральная молекула того или иного галогенида Б. легко присоединяет нейтральную молекулу другого вещества, имеющую «лишнюю» электронную пару (например, молекулу аммиака NH₃).

Так же возможно образование довольно сильной фтороборной кислоты, для которой известны устойчивые соли, например K[BF₄] и NH₄[BF₄]. В таких комплексных соединениях атом Б. окружён четырьмя другими атомами, то есть Б. имеет координационное число 4. Помимо NH₃^.BF₃, известны и другие соединения, в которых Б. связан с азотом.

Особенно интересен нитрид BN - белый кристаллический порошок, удивительно напоминающий по структуре графит и с такой же, как у графита, плотностью. BN устойчив к любым химическим реагентам, кроме фтора и фтористого водорода. Известно, что графит можно использовать как «смазку», уменьшающую трение в движущихся частях машин. Нитрид Б. в этом отношении превзошёл графит. Однако сходство BN с графитом этим не ограничивается.

Как только учёным удалось приготовить из графита синтетические алмазы, они решили попробовать, не произойдёт ли подобная перестройка структуры у нитрида Б. Учёных ждал полный успех. При давлении более 60 000 атм и температуре около 1350 °С графитоподобная кристаллическая структура BN превратилась в алмазоподобную. И свойства изменились настолько разительно, что полученному веществу дали новое имя - боразон. По плотности и твёрдости боразон равен алма­зу, но гораздо менее хрупок и может «работать» даже при 2000 °С (в то время, как алмаз уже при 900°С попросту сгорает на воздухе). Химическая стойкость боразона намного больше, чем «обычного» нитрида бора.

Причина необыкновенного сходства BN с углеродом (и алмазом, и графитом) такова: атом В совместно с атомом N «подражают» двум связанным между собой атомам С: у них в общем пользовании одинаковое число электронов.

Б. соперничает с алмазом ещё в одном своём соединении - карбиде В₄С (на самом деле его структура сложнее и формула Bi₂C₃). Это - чёрные блестящие кристаллы, плавящиеся только при 2350 °С. По твёрдости карбид Б. подобен алмазу и очень стоек химически. Понятно поэтому, что и боразон, и карбид Б. несут трудную и почётную службу при обработке твёрдых сплавов, а карбид Б. и сам входит в состав некоторых из них.

В промышленности Б. получают, разлагая природные минералы-бораты - кислотами. Выделившуюся борную кислоту превращают прокаливанием в борный ангидрид, который затем восстанавливают металлами - Mg, Na, К или А1 при высокой температуре:

B₂O₃ + 3Mg = 3MgO + 2B

Однако из-за склонности Б. взаимодействовать с металлами он получается загрязнённым. Для приготовления чистого Б. разлагают бромид ВВг₃ (в парах) на раскалённой танталовой или вольфрамовой нити:

2ВВr₃ = 2В + ЗВr₂

(аналогично тому, как получают в чистом виде титан, цирконий и др.).

Ежегодное потребление Б. и его соединений составляет сотни тысяч тонн. Есть и многие другие, ещё не названные нами области его применения. Б. вводят в состав некоторых сплавов для повышения их прочности; поверхностное насыщение стали бором (борирование) увеличивает её твёрдость; соединения Б.- нитрид BN, фосфид ВР и др. полупроводниковые материалы.

Ядро атома изотопа ¹⁰В способно поглощать медленные нейтроны, вызывающие цепную реакцию деления урана в атомных реакторах. Поэтому одно из самых современных примене­ний Б. - изготовление регулирующих стерж­ней, позволяющих поддерживать нужный режим работы реактора или останавливать его в случае необходимости.

Ядерные свойства изотопа ¹⁰В нашли и ещё одно применение. Поскольку нейтроны не несут электрического заряда, эти частицы трудно регистрировать счётчиками. На помощь пришёл Б. Нейтроны, проникающие в счётчик, заполненный газообразным BF₃, вызывают ядерную реакцию:

¹⁰₅B + ¹₀n = ⁷₃Li + ⁴₂α

Число образующихся при этом α-частиц в точности равно числу попавших в цель (то есть в ядра атомов В) нейт­ронов. А уж регистрировать заряженные α-частицы несложно.

Б. относится к числу элементов, которые (в чрезвычайно малых количествах) необходимы для жизнедеятельности животных и растений (так называемый микроэлемент). Поэтому соединения Б. - буру и борную кислоту - вносят в почву как микроудобрения.