El boro es un elemento químico ; tiene símbolo B y número atómico 5. En su forma cristalina es un metaloide quebradizo, oscuro y brillante ; en su forma amorfa es un polvo marrón. Como elemento más ligero del grupo del boro , tiene tres electrones de valencia para formar enlaces covalentes , lo que da lugar a muchos compuestos como el ácido bórico , el mineral borato de sodio y los cristales ultraduros de carburo de boro y nitruro de boro .
El boro se sintetiza íntegramente por espalación de rayos cósmicos y supernovas y no por nucleosíntesis estelar , por lo que es un elemento de baja abundancia en el Sistema Solar y en la corteza terrestre . [11] Constituye aproximadamente el 0,001 por ciento del peso de la corteza terrestre. [12] Se concentra en la Tierra por la solubilidad en agua de sus compuestos naturales más comunes, los minerales de borato . Éstos se extraen industrialmente como evaporitas , como el bórax y la kernita . Los mayores yacimientos conocidos se encuentran en Turquía , el mayor productor de minerales de boro.
El boro elemental es un metaloide que se encuentra en pequeñas cantidades en los meteoritos , pero el boro químicamente no combinado no se encuentra naturalmente en la Tierra. Industrialmente, el elemento muy puro se produce con dificultad debido a la contaminación por carbón u otros elementos que se resisten a la eliminación. [13] Existen varios alótropos : el boro amorfo es un polvo marrón; El boro cristalino es de plateado a negro, extremadamente duro (alrededor de 9,5 en la escala de Mohs ) y un mal conductor eléctrico a temperatura ambiente. El uso principal del elemento en sí es como filamentos de boro con aplicaciones similares a las fibras de carbono en algunos materiales de alta resistencia.
El boro se utiliza principalmente en compuestos químicos. Aproximadamente la mitad de toda la producción consumida a nivel mundial es un aditivo en fibra de vidrio para aislamiento y materiales estructurales. El siguiente uso principal es en polímeros y cerámicas en materiales estructurales livianos y resistentes al calor de alta resistencia . El vidrio de borosilicato es deseado por su mayor resistencia y resistencia al choque térmico que el vidrio sodocálcico común. Como perborato de sodio , se utiliza como blanqueador . Una pequeña cantidad se utiliza como dopante en semiconductores y reactivo intermedio en la síntesis de sustancias químicas finas orgánicas . Se utilizan o están en estudio algunos productos farmacéuticos orgánicos que contienen boro. El boro natural está compuesto de dos isótopos estables, uno de los cuales (boro-10) tiene varios usos como agente capturador de neutrones.
La intersección del boro con la biología es muy pequeña. Falta consenso sobre su importancia para la vida de los mamíferos. Los boratos tienen baja toxicidad en los mamíferos (similar a la sal de mesa ), pero son más tóxicos para los artrópodos y ocasionalmente se utilizan como insecticidas . Se conocen antibióticos orgánicos que contienen boro. Aunque sólo se requieren trazas, es un nutriente esencial para las plantas .
La palabra boro se acuñó a partir del bórax , el mineral del que se aisló, por analogía con el carbono , al que el boro se parece químicamente.
El bórax en su forma mineral (entonces conocido como tincal) se utilizó por primera vez como esmalte, comenzando en China alrededor del año 300 d.C. Parte del bórax en bruto viajó hacia el oeste y aparentemente fue mencionado por el alquimista Jabir ibn Hayyan alrededor del año 700 d.C. Marco Polo trajo algunos esmaltes a Italia en el siglo XIII. Georgius Agricola , alrededor de 1600, informó sobre el uso de bórax como fundente en metalurgia . En 1777, se reconoció el ácido bórico en las aguas termales ( soffioni ) cercanas a Florencia , Italia, momento en el que pasó a ser conocido como sal sedativum , con evidentes beneficios médicos. El mineral recibió el nombre de sassolita , en honor a Sasso Pisano en Italia. Sasso fue la principal fuente de bórax europeo desde 1827 hasta 1872, cuando lo reemplazaron las fuentes estadounidenses . [14] [15] Los compuestos de boro se utilizaron relativamente raramente hasta finales del siglo XIX, cuando la Pacific Coast Borax Company de Francis Marion Smith los popularizó por primera vez y los produjo en volumen a bajo costo. [dieciséis]
El boro no fue reconocido como elemento hasta que fue aislado por Sir Humphry Davy [10] y por Joseph Louis Gay-Lussac y Louis Jacques Thénard . [9] En 1808, Davy observó que la corriente eléctrica enviada a través de una solución de boratos producía un precipitado marrón en uno de los electrodos. En sus experimentos posteriores, utilizó potasio para reducir el ácido bórico en lugar de electrólisis . Produjo suficiente boro para confirmar un nuevo elemento y lo llamó boracium . [10] Gay-Lussac y Thénard utilizaron hierro para reducir el ácido bórico a altas temperaturas. Al oxidar el boro con aire, demostraron que el ácido bórico es su producto de oxidación. [9] [17] Jöns Jacob Berzelius lo identificó como un elemento en 1824. [18] Podría decirse que el químico estadounidense Ezekiel Weintraub produjo por primera vez el boro puro en 1909. [19] [20] [21]
Las primeras rutas hacia el boro elemental implicaron la reducción del óxido bórico con metales como el magnesio o el aluminio . Sin embargo, el producto casi siempre está contaminado con boruros de esos metales. [ cita necesaria ] El boro puro se puede preparar reduciendo los haluros de boro volátiles con hidrógeno a altas temperaturas. El boro ultrapuro para uso en la industria de semiconductores se produce mediante la descomposición del diborano a altas temperaturas y luego se purifica mediante el proceso de fusión zonal o de Czochralski . [22]
La producción de compuestos de boro no implica la formación de boro elemental, sino que aprovecha la conveniente disponibilidad de boratos.
El boro es similar al carbono en su capacidad de formar redes moleculares estables unidas covalentemente . Incluso el boro nominalmente desordenado ( amorfo ) contiene icosaedros de boro regulares que están unidos aleatoriamente entre sí sin un orden de largo alcance . [23] [24] El boro cristalino es un material negro muy duro con un punto de fusión superior a 2000 °C. Forma cuatro alótropos principales : α-romboédrico [25] y β-romboédrico [26] (α-R y β-R), γ-ortorrómbico [27] (γ) y β-tetragonal [28] (β-T) . Las cuatro fases son estables en condiciones ambientales y la β-romboédrica es la más común y estable. También existe una fase α-tetragonal (α-T), pero es muy difícil de producir sin una contaminación significativa. La mayoría de las fases se basan en icosaedros B 12 , pero la fase γ puede describirse como una disposición tipo sal de roca de los icosaedros y pares atómicos B 2 . [29] Puede producirse comprimiendo otras fases de boro a 12-20 GPa y calentando a 1500-1800 °C; permanece estable después de liberar la temperatura y la presión. La fase β-T se produce a presiones similares, pero a temperaturas más altas, de 1800 a 2200 °C. Las fases α-T y β-T pueden coexistir en condiciones ambientales, siendo la fase β-T la más estable. [29] [30] [31] La compresión de boro por encima de 160 GPa produce una fase de boro con una estructura aún desconocida, y esta fase es un superconductor a temperaturas inferiores a 6-12 K. [32] [33] Borosferano ( similar al fullereno) B 40 moléculas) y el borofeno (estructura propuesta similar al grafeno ) se describieron en 2014.
El boro elemental es raro y poco estudiado porque el material puro es extremadamente difícil de preparar. La mayoría de los estudios sobre el "boro" involucran muestras que contienen pequeñas cantidades de carbono. El comportamiento químico del boro se parece más al del silicio que al del aluminio . El boro cristalino es químicamente inerte y resistente al ataque del ácido fluorhídrico o clorhídrico hirviendo . Cuando está finamente dividido, es atacado lentamente por peróxido de hidrógeno concentrado en caliente , ácido nítrico concentrado en caliente , ácido sulfúrico caliente o una mezcla caliente de ácidos sulfúrico y crómico . [20]
La velocidad de oxidación del boro depende de la cristalinidad, el tamaño de las partículas, la pureza y la temperatura. El boro no reacciona con el aire a temperatura ambiente, pero a temperaturas más altas se quema para formar trióxido de boro : [42]
El boro sufre halogenación para dar trihaluros; Por ejemplo,
En la práctica, el tricloruro suele fabricarse a partir del óxido. [42]
El boro es el elemento más ligero que tiene un electrón en un orbital p en su estado fundamental. A diferencia de la mayoría de los demás elementos p , rara vez obedece la regla del octeto y normalmente coloca sólo seis electrones [43] (en tres orbitales moleculares ) en su capa de valencia . El boro es el prototipo del grupo del boro (el grupo 13 de la IUPAC), aunque los otros miembros de este grupo son metales y elementos p más típicos (sólo el aluminio comparte hasta cierto punto la aversión del boro a la regla del octeto).
El boro también tiene una electronegatividad mucho menor que los elementos posteriores del período 2 . Para este último, las sales de litio son comunes, por ejemplo , fluoruro de litio , hidróxido de litio , amida de litio y metillitio , pero los boriliuros de litio son extraordinariamente raros. [44] [45] Las bases fuertes no desprotonan un borohidruro R 2 BH al anión borilo R 2 B − , sino que forman el aducto completo del octeto R 2 HB-base. [46]
En los compuestos más conocidos, el boro tiene el estado de oxidación formal III. Estos incluyen óxidos, sulfuros, nitruros y haluros. [42]
Los trihaluros adoptan una estructura trigonal plana. Estos compuestos son ácidos de Lewis porque forman fácilmente aductos con donantes de pares de electrones, que se denominan bases de Lewis . Por ejemplo, el fluoruro (F − ) y el trifluoruro de boro (BF 3 ) se combinaron para dar el anión tetrafluoroborato , BF 4 − . El trifluoruro de boro se utiliza en la industria petroquímica como catalizador. Los haluros reaccionan con el agua para formar ácido bórico . [42]
Se encuentra en la naturaleza en la Tierra casi en su totalidad como varios óxidos de B(III), a menudo asociados con otros elementos. Más de cien minerales de borato contienen boro en estado de oxidación +3. Estos minerales se parecen en cierto modo a los silicatos, aunque a menudo se encuentran no sólo en una coordinación tetraédrica con el oxígeno, sino también en una configuración plana trigonal. A diferencia de los silicatos, los minerales de boro nunca lo contienen con un número de coordinación superior a cuatro. Un motivo típico lo ejemplifican los aniones tetraborato del mineral común bórax , que se muestra a la izquierda. La carga negativa formal del centro de borato tetraédrico se equilibra con cationes metálicos en los minerales, como el sodio (Na + ) en el bórax. [42] El grupo turmalina de silicatos de borato también es un grupo mineral muy importante que contiene boro, y también se sabe que existen varios borosilicatos de forma natural. [47]
Los boranos son compuestos químicos de boro e hidrógeno, con la fórmula genérica de B x H y . Estos compuestos no se encuentran en la naturaleza. Muchos de los boranos se oxidan fácilmente al contacto con el aire, algunos de forma violenta. El miembro padre BH 3 se llama borano, pero se conoce sólo en estado gaseoso y se dimeriza para formar diborano, B 2 H 6 . Todos los boranos más grandes consisten en grupos de boro que son poliédricos, algunos de los cuales existen como isómeros. Por ejemplo, los isómeros de B 20 H 26 se basan en la fusión de dos grupos de 10 átomos.
Los boranos más importantes son el diborano B 2 H 6 y dos de sus productos de pirólisis, el pentaborano B 5 H 9 y el decaborano B 10 H 14 . Se conocen una gran cantidad de hidruros de boro aniónicos, por ejemplo [B 12 H 12 ] 2− .
El número de oxidación formal en los boranos es positivo y se basa en el supuesto de que el hidrógeno se cuenta como -1 como en los hidruros metálicos activos. El número de oxidación medio de los boros es entonces simplemente la relación entre hidrógeno y boro en la molécula. Por ejemplo, en el diborano B 2 H 6 , el estado de oxidación del boro es +3, pero en el decaborano B 10 H 14 , es 7/5 o +1,4. En estos compuestos, el estado de oxidación del boro a menudo no es un número entero.
Los nitruros de boro destacan por la variedad de estructuras que adoptan. Exhiben estructuras análogas a varios alótropos del carbono , incluidos el grafito, el diamante y los nanotubos. En la estructura similar al diamante, llamada nitruro de boro cúbico (nombre comercial Borazon ), los átomos de boro existen en la estructura tetraédrica de los átomos de carbono en el diamante, pero uno de cada cuatro enlaces BN puede verse como un enlace covalente coordinado , en el que se donan dos electrones. por el átomo de nitrógeno que actúa como base de Lewis para un enlace al centro ácido de boro (III) de Lewis . El nitruro de boro cúbico se utiliza, entre otras aplicaciones, como abrasivo, ya que tiene una dureza comparable a la del diamante (ambas sustancias pueden rayarse entre sí). En el compuesto BN análogo del grafito, el nitruro de boro hexagonal (h-BN), los átomos de boro con carga positiva y nitrógeno con carga negativa en cada plano se encuentran adyacentes al átomo con carga opuesta en el siguiente plano. En consecuencia, el grafito y el h-BN tienen propiedades muy diferentes, aunque ambos son lubricantes, ya que estos planos se deslizan entre sí con facilidad. Sin embargo, h-BN es un conductor eléctrico y térmico relativamente pobre en direcciones planas. [49] [50]
Se conoce una gran cantidad de compuestos organoboro y muchos son útiles en la síntesis orgánica . Muchos se producen a partir de hidroboración , que emplea diborano , B 2 H 6 , un químico borano simple , o carboboración . Los compuestos de organoboro (III) suelen ser planos tetraédricos o trigonales, por ejemplo, tetrafenilborato , [B(C 6 H 5 ) 4 ] - frente a trifenilborano , B(C 6 H 5 ) 3 . Sin embargo, múltiples átomos de boro que reaccionan entre sí tienden a formar nuevas estructuras dodecaédricas (12 lados) e icosaédricas (20 lados) compuestas completamente de átomos de boro, o con números variables de heteroátomos de carbono.
Los productos químicos organoboro se han empleado en usos tan diversos como el carburo de boro (ver más abajo), una cerámica compleja muy dura compuesta de aniones y cationes de grupos de boro-carbono, hasta carboranos , compuestos químicos de grupos de carbono-boro que pueden halogenarse para formar estructuras reactivas que incluyen ácido carborano , un superácido . Como ejemplo, los carboranos forman fracciones moleculares útiles que añaden cantidades considerables de boro a otros productos bioquímicos para sintetizar compuestos que contienen boro para la terapia de captura de neutrones de boro para el cáncer.
Como se anticipa por sus grupos de hidruros , el boro forma una variedad de compuestos estables con un estado de oxidación formal inferior a tres. B 2 F 4 y B 4 Cl 4 están bien caracterizados. [51]
Los compuestos binarios de metal-boro, los boruros metálicos, contienen boro en estados de oxidación negativos. Es ilustrativo el diboruro de magnesio (MgB2 ) . Cada átomo de boro tiene una carga formal -1 y al magnesio se le asigna una carga formal de +2. En este material, los centros de boro son planos trigonales con un doble enlace adicional para cada boro, formando láminas similares al carbono del grafito . Sin embargo, a diferencia del nitruro de boro hexagonal, que carece de electrones en el plano de los átomos covalentes, los electrones deslocalizados en el diboruro de magnesio le permiten conducir electricidad de manera similar al grafito isoelectrónico. En 2001 se descubrió que este material era un superconductor de alta temperatura . [52] [53] Es un superconductor en desarrollo activo. Un proyecto del CERN para fabricar cables MgB 2 ha dado como resultado cables de prueba superconductores capaces de transportar 20.000 amperios para aplicaciones de distribución de corriente extremadamente alta, como la versión contemplada de alta luminosidad del Gran Colisionador de Hadrones . [54]
Algunos otros boruros metálicos encuentran aplicaciones especializadas como materiales duros para herramientas de corte. [55] A menudo, el boro en los boruros tiene estados de oxidación fraccionados, como -1/3 en el hexaboruro de calcio (CaB 6 ).
Desde la perspectiva estructural, los compuestos químicos más distintivos del boro son los hidruros. En esta serie se incluyen los compuestos del grupo dodecaborato ( B
12h2-12
_), decaborano (B 10 H 14 ) y carboranos como C 2 B 10 H 12 . Característicamente, estos compuestos contienen boro con números de coordinación superiores a cuatro. [42]
El boro tiene dos isótopos estables y de origen natural , 11 B (80,1%) y 10 B (19,9%). La diferencia de masa da como resultado una amplia gama de valores de δ 11 B, que se definen como una diferencia fraccionaria entre 11 B y 10 B y tradicionalmente se expresan en partes por mil, en aguas naturales que van desde −16 a +59. Hay 13 isótopos de boro conocidos; el isótopo de vida más corta es el 7 B, que se desintegra mediante emisión de protones y desintegración alfa con una vida media de 3,5×10 −22 s. El fraccionamiento isotópico del boro está controlado por las reacciones de intercambio de las especies de boro B(OH) 3 y [B(OH) 4 ] − . Los isótopos de boro también se fraccionan durante la cristalización de minerales, durante los cambios de fase de H 2 O en los sistemas hidrotermales y durante la alteración hidrotermal de las rocas . Este último efecto da como resultado la eliminación preferencial del ion [ 10 B(OH) 4 ] − sobre las arcillas. Da como resultado soluciones enriquecidas en 11 B(OH) 3 y, por lo tanto, puede ser responsable del gran enriquecimiento de 11 B en el agua de mar en relación tanto con la corteza oceánica como con la corteza continental ; esta diferencia puede actuar como una firma isotópica . [56]
El exótico 17 B presenta un halo nuclear , es decir, su radio es considerablemente mayor que el predicho por el modelo de gota de líquido . [57]
El isótopo 10 B es útil para capturar neutrones térmicos (ver sección transversal de neutrones#Secciones transversales típicas ). La industria nuclear enriquece el boro natural hasta obtener 10 B casi puro. El subproducto menos valioso, el boro empobrecido, es 11 B casi puro.
Debido a su alta sección transversal de neutrones, el boro-10 se utiliza a menudo para controlar la fisión en reactores nucleares como sustancia capturadora de neutrones. [58] Se han desarrollado varios procesos de enriquecimiento a escala industrial; sin embargo, sólo se utilizan la destilación fraccionada al vacío del aducto de dimetiléter de trifluoruro de boro (DME-BF 3 ) y la cromatografía en columna de boratos. [59] [60]
El boro enriquecido o 10 B se utiliza como protección contra la radiación y es el nucleido principal utilizado en la terapia de captura de neutrones del cáncer . En este último ("terapia de captura de neutrones de boro" o BNCT), se incorpora un compuesto que contiene 10 B a un fármaco que es absorbido selectivamente por un tumor maligno y los tejidos cercanos a él. Luego se trata al paciente con un haz de neutrones de baja energía con una dosis de radiación de neutrones relativamente baja. Los neutrones, sin embargo, desencadenan una radiación energética y de corto alcance de partículas alfa secundarias y de iones pesados de litio-7, que son productos de la reacción nuclear boro-neutrón , y esta radiación iónica bombardea adicionalmente el tumor, especialmente desde el interior de las células tumorales. [61] [62] [63] [64]
En los reactores nucleares, el 10 B se utiliza para el control de la reactividad y en los sistemas de parada de emergencia . Puede cumplir cualquiera de las dos funciones en forma de barras de control de borosilicato o como ácido bórico . En los reactores de agua a presión , se añade ácido bórico 10 B al refrigerante del reactor después de que la planta se cierra para repostar combustible. Cuando la planta se vuelve a poner en marcha, el ácido bórico se filtra lentamente durante muchos meses a medida que se consume el material fisionable y el combustible se vuelve menos reactivo. [sesenta y cinco]
En las futuras naves interplanetarias tripuladas, el 10 B tiene un papel teórico como material estructural (como fibras de boro o material de nanotubos BN ), que también cumpliría un papel especial en el escudo contra la radiación. Una de las dificultades al tratar con rayos cósmicos , que en su mayoría son protones de alta energía, es que parte de la radiación secundaria de la interacción de los rayos cósmicos y los materiales de las naves espaciales son neutrones de espalación de alta energía . Dichos neutrones pueden ser moderados por materiales con alto contenido de elementos ligeros, como el polietileno , pero los neutrones moderados continúan siendo un peligro de radiación a menos que se absorban activamente en el blindaje. Entre los elementos ligeros que absorben neutrones térmicos, el 6 Li y el 10 B aparecen como potenciales materiales estructurales de naves espaciales que sirven tanto como refuerzo mecánico como para protección radiológica. [66]
La radiación cósmica producirá neutrones secundarios si golpea las estructuras de las naves espaciales. Esos neutrones serán capturados en 10 B, si están presentes en los semiconductores de la nave espacial , produciendo un rayo gamma , una partícula alfa y un ión de litio . Esos productos de desintegración resultantes pueden irradiar estructuras de "chips" semiconductores cercanas, provocando pérdida de datos (inversión de bits o alteración de un solo evento ). En los diseños de semiconductores endurecidos por radiación , una contramedida es utilizar boro empobrecido , que está muy enriquecido en 11 B y casi no contiene 10 B. Esto es útil porque el 11 B es en gran medida inmune al daño por radiación. El boro empobrecido es un subproducto de la industria nuclear (ver arriba). [sesenta y cinco]
El 11 B también es candidato como combustible para la fusión aneutrónica . Cuando es golpeado por un protón con una energía de aproximadamente 500 k eV , produce tres partículas alfa y 8,7 MeV de energía. La mayoría de las demás reacciones de fusión en las que intervienen hidrógeno y helio producen radiación de neutrones penetrante, que debilita las estructuras del reactor e induce radiactividad a largo plazo, poniendo así en peligro al personal operativo. Las partículas alfa de la fusión 11 B se pueden convertir directamente en energía eléctrica y toda la radiación se detiene tan pronto como se apaga el reactor. [67]
Tanto 10 B como 11 B poseen espín nuclear . El espín nuclear de 10 B es 3 y el de 11 B es3/2. Por tanto, estos isótopos son útiles en espectroscopia de resonancia magnética nuclear ; y se encuentran disponibles comercialmente espectrómetros especialmente adaptados para detectar los núcleos de boro-11. Los núcleos 10 B y 11 B también provocan escisiones en las resonancias de los núcleos unidos. [68]
El boro es raro en el Universo y el sistema solar debido a la formación de trazas en el Big Bang y en las estrellas. Se forma en cantidades menores en la nucleosíntesis por espalación de rayos cósmicos y puede encontrarse sin combinar en polvo cósmico y materiales meteoroides .
En el ambiente rico en oxígeno de la Tierra, el boro siempre se encuentra completamente oxidado a borato. El boro no aparece en la Tierra en forma elemental. Se detectaron trazas extremadamente pequeñas de boro elemental en el regolito lunar. [69] [70]
Aunque el boro es un elemento relativamente raro en la corteza terrestre y representa sólo el 0,001% de la masa de la corteza terrestre, puede concentrarse altamente por la acción del agua, en la que muchos boratos son solubles. Se encuentra naturalmente combinado en compuestos como el bórax y el ácido bórico (a veces se encuentra en aguas de manantiales volcánicos ). Se conocen alrededor de cien minerales de borato .
El 5 de septiembre de 2017, los científicos informaron que el rover Curiosity detectó boro, un ingrediente esencial para la vida en la Tierra , en el planeta Marte . Este hallazgo, junto con descubrimientos previos de que pudo haber habido agua en el antiguo Marte, respalda aún más la posible habitabilidad temprana del cráter Gale en Marte. [71] [72]
Las fuentes económicamente importantes de boro son los minerales colemanita , rasorita ( kernita ), ulexita y tincal . En conjunto, estos constituyen el 90% del mineral que contiene boro extraído. Los mayores depósitos mundiales de bórax conocidos, muchos de ellos aún sin explotar, se encuentran en el centro y oeste de Turquía , incluidas las provincias de Eskişehir , Kütahya y Balıkesir . [73] [74] [75] Las reservas mineras mundiales probadas de minerales de boro superan los mil millones de toneladas métricas, frente a una producción anual de alrededor de cuatro millones de toneladas. [76]
Turquía y Estados Unidos son los mayores productores de productos de boro. Turquía produce aproximadamente la mitad de la demanda anual mundial, a través de Eti Mine Works ( turco : Eti Maden İşletmeleri ), una empresa minera y química de propiedad estatal turca que se centra en productos de boro. Tiene un monopolio gubernamental sobre la extracción de minerales de borato en Turquía, que posee el 72% de los depósitos conocidos del mundo. [77] En 2012, poseía una participación del 47% en la producción mundial de minerales de borato, por delante de su principal competidor, el Grupo Rio Tinto . [78]
Casi una cuarta parte (23%) de la producción mundial de boro proviene de la única mina de bórax de Rio Tinto (también conocida como mina de boro de bórax de EE. UU.) 35°2′34.447″N 117°40′45.412″W / 35.04290194°N 117.67928111 °W / 35.04290194; -117.67928111 (Mina Rio Tinto Borax) cerca de Boron, California . [79] [80]
El costo promedio del boro elemental cristalino es de 5 dólares EE.UU./g. [81] El boro elemental se utiliza principalmente en la fabricación de fibras de boro, donde se deposita mediante deposición química de vapor sobre un núcleo de tungsteno (ver más abajo). Las fibras de boro se utilizan en aplicaciones de compuestos livianos, como cintas de alta resistencia. Este uso es una fracción muy pequeña del uso total de boro. El boro se introduce en los semiconductores como compuestos de boro, mediante implantación de iones.
El consumo mundial estimado de boro (casi en su totalidad como compuestos de boro) fue de aproximadamente 4 millones de toneladas de B 2 O 3 en 2012. Como compuestos como el bórax y la kernita, su costo fue de 377 dólares EE.UU. por tonelada en 2019. [82] Capacidades de extracción y refinación de boro se consideran adecuados para alcanzar los niveles de crecimiento esperados durante la próxima década.
La forma en que se consume el boro ha cambiado en los últimos años. El uso de minerales como la colemanita ha disminuido debido a las preocupaciones sobre el contenido de arsénico . Los consumidores han optado por el uso de boratos refinados y ácido bórico que tienen un menor contenido de contaminantes.
La creciente demanda de ácido bórico ha llevado a varios productores a invertir en capacidad adicional. La empresa estatal turca Eti Mine Works abrió una nueva planta de ácido bórico con una capacidad de producción de 100.000 toneladas por año en Emet en 2003. Rio Tinto Group aumentó la capacidad de su planta de boro de 260.000 toneladas por año en 2003 a 310.000 toneladas por año en mayo de 2005, con planes de aumentar esta cifra a 366.000 toneladas por año en 2006. Los productores chinos de boro no han podido satisfacer la demanda en rápido crecimiento de boratos de alta calidad. Esto ha llevado a que las importaciones de tetraborato de sodio ( bórax ) se hayan multiplicado por cien entre 2000 y 2005 y que las importaciones de ácido bórico hayan aumentado un 28% anual durante el mismo período. [83] [84]
El aumento de la demanda mundial ha sido impulsado por las altas tasas de crecimiento de la producción de fibra de vidrio , fibra de vidrio y cristalería de borosilicato . Un rápido aumento en la fabricación de fibra de vidrio con contenido de boro para refuerzo en Asia ha contrarrestado el desarrollo de fibra de vidrio con grado de refuerzo sin boro en Europa y Estados Unidos. Los recientes aumentos en los precios de la energía pueden llevar a un mayor uso de fibra de vidrio aislante, con el consiguiente crecimiento en el consumo de boro. Roskill Consulting Group pronostica que la demanda mundial de boro crecerá un 3,4% anual hasta alcanzar 21 millones de toneladas en 2010. Se espera que el mayor crecimiento de la demanda se produzca en Asia, donde la demanda podría aumentar un promedio de 5,7% anual. [83] [85]
Casi todo el mineral de boro extraído de la Tierra está destinado a ser refinado en ácido bórico y tetraborato de sodio pentahidratado . En Estados Unidos, el 70% del boro se utiliza para la producción de vidrio y cerámica. [86] [87] El principal uso mundial a escala industrial de compuestos de boro (alrededor del 46% del uso final) es en la producción de fibra de vidrio para fibras de vidrio aislantes y estructurales que contienen boro , especialmente en Asia. El boro se añade al vidrio como bórax pentahidratado u óxido de boro, para influir en la resistencia o las cualidades fundentes de las fibras de vidrio. [88] Otro 10% de la producción mundial de boro se destina al vidrio de borosilicato utilizado en cristalería de alta resistencia. Alrededor del 15% del boro mundial se utiliza en cerámicas de boro, incluidos los materiales superduros que se analizan a continuación. La agricultura consume el 11% de la producción mundial de boro, y los blanqueadores y detergentes alrededor del 6%. [89]
Las fibras de boro (filamentos de boro) son materiales livianos y de alta resistencia que se utilizan principalmente para estructuras aeroespaciales avanzadas como componente de materiales compuestos , así como para bienes deportivos y de consumo de producción limitada, como palos de golf y cañas de pescar . [90] [91] Las fibras pueden producirse mediante deposición química de vapor de boro sobre un filamento de tungsteno . [92] [93]
Las fibras de boro y los resortes de boro cristalino de tamaño submilimétrico se producen mediante deposición química de vapor asistida por láser . La traducción del rayo láser enfocado permite la producción incluso de estructuras helicoidales complejas. Dichas estructuras muestran buenas propiedades mecánicas ( módulo elástico 450 GPa, deformación de fractura 3,7%, tensión de fractura 17 GPa) y pueden aplicarse como refuerzo de cerámicas o en sistemas micromecánicos . [94]
La fibra de vidrio es un polímero reforzado con fibra hecho de plástico reforzado con fibras de vidrio , comúnmente tejido en una estera. Las fibras de vidrio utilizadas en el material están hechas de varios tipos de vidrio según el uso de la fibra de vidrio. Todos estos vidrios contienen sílice o silicato, con cantidades variables de óxidos de calcio, magnesio y, a veces, boro. El boro está presente como borosilicato, bórax u óxido de boro, y se agrega para aumentar la resistencia del vidrio o como agente fundente para disminuir la temperatura de fusión de la sílice , que es demasiado alta para trabajarla fácilmente en su forma pura. fabricar fibras de vidrio.
Los vidrios altamente boronados utilizados en la fibra de vidrio son el vidrio E (llamado así para uso "eléctrico", pero ahora es la fibra de vidrio más común para uso general). El vidrio E es vidrio de aluminoborosilicato con menos del 1% p/p de óxidos alcalinos, utilizado principalmente para plásticos reforzados con vidrio. Otros vidrios con alto contenido de boro comunes incluyen el vidrio C, un vidrio alcalino-cal con alto contenido de óxido de boro, utilizado para fibras cortadas de vidrio y aislamiento, y el vidrio D, un vidrio de borosilicato , llamado así por su baja constante dieléctrica. [95]
No todas las fibras de vidrio contienen boro, pero a escala mundial, la mayor parte de la fibra de vidrio utilizada sí lo contiene. Debido al uso omnipresente de fibra de vidrio en la construcción y el aislamiento, las fibras de vidrio que contienen boro consumen la mitad de la producción mundial de boro y constituyen el mayor mercado comercial de boro.
El vidrio de borosilicato , que normalmente contiene entre 12% y 15% de B2O3 , 80 % de SiO2 y 2 % de Al2O3 , tiene un bajo coeficiente de expansión térmica , lo que le confiere una buena resistencia al choque térmico . "Duran" de Schott AG y Pyrex , la marca registrada de Owens-Corning , son dos marcas importantes para este vidrio, utilizado tanto en cristalería de laboratorio como en utensilios de cocina y para hornear de consumo , principalmente por esta resistencia. [96]
Varios compuestos de boro son conocidos por su extrema dureza y tenacidad.El carburo de boro es un material cerámico que se obtiene descomponiendo B 2 O 3 con carbono en un horno eléctrico:
La estructura del carburo de boro es sólo aproximadamente B 4 C, y muestra un claro agotamiento de carbono a partir de esta relación estequiométrica sugerida. Esto se debe a su estructura muy compleja. La sustancia se puede ver con la fórmula empírica B 12 C 3 (es decir, con los dodecaedros B 12 como motivo), pero con menos carbono, ya que las unidades C 3 sugeridas se reemplazan con cadenas CBC y algunos octaedros más pequeños (B 6 ) son presente también (consulte el artículo sobre carburo de boro para el análisis estructural). El polímero repetido más la estructura semicristalina del carburo de boro le confieren una gran resistencia estructural por peso. Se utiliza en armaduras de tanques , chalecos antibalas y muchas otras aplicaciones estructurales.
La capacidad del carburo de boro para absorber neutrones sin formar radionucleidos de larga duración (especialmente cuando está dopado con boro-10 adicional) hace que el material sea atractivo como absorbente de la radiación de neutrones que surge en las centrales nucleares . [98] Las aplicaciones nucleares del carburo de boro incluyen blindaje, barras de control y perdigones de apagado. Dentro de las barras de control, el carburo de boro suele estar en polvo para aumentar su superficie. [99]
Los polvos de carburo de boro y nitruro de boro cúbico se utilizan ampliamente como abrasivos. El nitruro de boro es un material isoelectrónico al carbono . Al igual que el carbono, tiene formas tanto hexagonales (h-BN blando parecido al grafito) como cúbicas (c-BN duro parecido al diamante). h-BN se utiliza como componente y lubricante para altas temperaturas. c-BN, también conocido con el nombre comercial de borazon , [102] es un abrasivo superior. Su dureza es sólo ligeramente menor que la del diamante, pero su estabilidad química es superior. El heterodiamante (también llamado BCN) es otro compuesto de boro similar al diamante.
Se añade boro a los aceros al boro a un nivel de unas pocas partes por millón para aumentar la templabilidad. Se añaden porcentajes más altos a los aceros utilizados en la industria nuclear debido a la capacidad de absorción de neutrones del boro.
El boro también puede aumentar la dureza superficial de aceros y aleaciones mediante la boruración . Además, los boruros metálicos se utilizan para recubrir herramientas mediante deposición química de vapor o deposición física de vapor . La implantación de iones de boro en metales y aleaciones, mediante implantación de iones o deposición por haz de iones , da como resultado un aumento espectacular de la resistencia superficial y la microdureza. La aleación por láser también se ha utilizado con éxito para el mismo propósito. Estos boruros son una alternativa a las herramientas recubiertas de diamante y sus superficies (tratadas) tienen propiedades similares a las del boruro en masa. [103]
Por ejemplo, el diboruro de renio se puede producir a presión ambiente, pero es bastante caro debido al renio. La dureza de ReB 2 exhibe una anisotropía considerable debido a su estructura de capas hexagonales. Su valor es comparable al del carburo de tungsteno , el carburo de silicio , el diboruro de titanio o el diboruro de circonio . [101] De manera similar, los compuestos de AlMgB 14 + TiB 2 poseen alta dureza y resistencia al desgaste y se usan en forma masiva o como recubrimientos para componentes expuestos a altas temperaturas y cargas de desgaste. [104]
El bórax se utiliza en diversos productos de limpieza y lavandería para el hogar, [105] incluido el potenciador de lavandería " 20 Mule Team Borax " y el jabón de manos en polvo " Boraxo ". También está presente en algunas fórmulas de blanqueamiento dental . [87]
El perborato de sodio sirve como fuente de oxígeno activo en muchos detergentes , detergentes para ropa , productos de limpieza y blanqueadores para ropa . Sin embargo, a pesar de su nombre, el blanqueador para ropa "Borateem" ya no contiene compuestos de boro y, en su lugar, utiliza percarbonato de sodio como agente blanqueador. [106]
El ácido bórico se utiliza como insecticida, especialmente contra hormigas, pulgas y cucarachas. [107]
El boro es un dopante útil para semiconductores como el silicio , el germanio y el carburo de silicio . Al tener un electrón de valencia menos que el átomo anfitrión, dona un hueco que da como resultado una conductividad de tipo p . El método tradicional de introducir boro en semiconductores es mediante su difusión atómica a altas temperaturas. Este proceso utiliza fuentes de boro sólidas (B 2 O 3 ), líquidas (BBr 3 ) o gaseosas (B 2 H 6 o BF 3 ). Sin embargo, después de la década de 1970, fue reemplazada principalmente por la implantación de iones , que se basa principalmente en BF 3 como fuente de boro. [108] El gas tricloruro de boro también es una sustancia química importante en la industria de los semiconductores; sin embargo, no para el dopaje sino para el grabado con plasma de metales y sus óxidos. [109] El trietilborano también se inyecta en reactores de deposición de vapor como fuente de boro. [110] Algunos ejemplos son la deposición por plasma de películas de carbono duro que contienen boro, películas de nitruro de silicio-nitruro de boro y el dopado de películas de diamante con boro. [111]
El boro es un componente de los imanes de neodimio (Nd 2 Fe 14 B), que se encuentran entre los tipos de imanes permanentes más potentes. Estos imanes se encuentran en una variedad de dispositivos electromecánicos y electrónicos, como sistemas de imágenes médicas por resonancia magnética (MRI), en motores y actuadores compactos y relativamente pequeños . Por ejemplo, los reproductores de HDD (unidades de disco duro) de computadora, CD (disco compacto) y DVD (disco versátil digital) dependen de motores magnéticos de neodimio para ofrecer una intensa potencia rotativa en un paquete notablemente compacto. En los teléfonos móviles, los imanes 'Neo' proporcionan el campo magnético que permite a los pequeños altavoces ofrecer una potencia de audio apreciable. [112]
El blindaje de boro se utiliza como control de reactores nucleares , aprovechando su elevada sección transversal para la captura de neutrones. [113]
En los reactores de agua a presión se utiliza una concentración variable de ácido borónico en el agua de refrigeración como veneno de neutrones para compensar la reactividad variable del combustible. Cuando se insertan nuevas varillas, la concentración de ácido borónico es máxima y se reduce durante la vida útil. [114]
El boro desempeña un papel en aplicaciones farmacéuticas y biológicas, ya que se encuentra en varios antibióticos producidos por bacterias, como boromicinas , aplasmomicinas , boroficinas y tartrolones . Estos antibióticos han mostrado efectos inhibidores sobre el crecimiento de ciertas bacterias, hongos y protozoos. El boro también se está estudiando por sus posibles aplicaciones medicinales, incluida su incorporación en moléculas biológicamente activas para terapias como la terapia de captura de neutrones de boro para tumores cerebrales. Algunas biomoléculas que contienen boro pueden actuar como moléculas de señalización que interactúan con las superficies celulares, lo que sugiere un papel en la comunicación celular. [124]
El ácido bórico tiene propiedades antisépticas, antifúngicas y antivirales y, por estos motivos, se aplica como clarificador del agua en el tratamiento del agua de piscinas. [125] Se han utilizado soluciones suaves de ácido bórico como antisépticos oculares.
Bortezomib (comercializado como Velcade y Cytomib ). El boro aparece como un elemento activo en el fármaco orgánico bortezomib, una nueva clase de fármaco llamado inhibidor del proteasoma, para el tratamiento del mieloma y una forma de linfoma (actualmente se encuentra en ensayos experimentales contra otros tipos de linfoma). El átomo de boro en bortezomib se une al sitio catalítico del proteasoma 26S [126] con alta afinidad y especificidad.
Tavaborole (comercializado como Kerydin ) es un inhibidor de la aminoacil ARNt sintetasa que se usa para tratar hongos en las uñas de los pies. Obtuvo la aprobación de la FDA en julio de 2014. [129]
La química del dioxaborolano permite el marcaje con fluoruro radiactivo ( 18 F ) de anticuerpos o glóbulos rojos , lo que permite obtener imágenes de cáncer [130] y hemorragias mediante tomografía por emisión de positrones (PET) [131] , respectivamente. Un sistema indicador de origen humano , genético , emisor de positrones y fluorescente (HD-GPF) utiliza una proteína humana, PSMA y no inmunogénica, y una pequeña molécula que emite positrones (unida a boro 18 F ). y fluorescencia para PET de modalidad dual e imágenes fluorescentes de células modificadas con genoma, por ejemplo , cáncer , CRISPR/Cas9 o células T CAR , en un ratón completo. [132] La pequeña molécula de modalidad dual dirigida al PSMA se probó en humanos y encontró la ubicación del cáncer de próstata primario y metastásico , la eliminación del cáncer guiada por fluorescencia y detecta células cancerosas individuales en los márgenes del tejido. [133]
En la terapia de captura de neutrones (BNCT) para tumores cerebrales malignos, se investiga el uso del boro para atacar y destruir selectivamente las células tumorales. El objetivo es administrar concentraciones más altas del isótopo de boro no radiactivo ( 10 B) a las células tumorales que a los tejidos normales circundantes. Cuando estas células que contienen 10 B se irradian con neutrones térmicos de baja energía, experimentan reacciones de captura nuclear, liberando partículas de alta transferencia de energía lineal (LET), como partículas α y núcleos de litio-7, dentro de una longitud de trayectoria limitada. Estas partículas con alto LET pueden destruir las células tumorales adyacentes sin causar un daño significativo a las células normales cercanas. El boro actúa como un agente selectivo debido a su capacidad para absorber neutrones térmicos y producir efectos físicos de corto alcance que afectan principalmente a la región del tejido objetivo. Este enfoque binario permite la destrucción precisa de las células tumorales sin afectar los tejidos sanos. La administración eficaz de boro implica la administración de compuestos o vehículos de boro capaces de acumularse selectivamente en las células tumorales en comparación con el tejido circundante. BSH y BPA se han utilizado clínicamente, pero la investigación continúa para identificar portadores más óptimos. Recientemente también se han desarrollado fuentes de neutrones basadas en aceleradores como alternativa a las fuentes basadas en reactores, lo que ha dado lugar a una mayor eficiencia y mejores resultados clínicos en BNCT. Al emplear las propiedades de los isótopos de boro y técnicas de irradiación dirigida, BNCT ofrece un enfoque potencial para tratar tumores cerebrales malignos al matar selectivamente las células cancerosas y al mismo tiempo minimizar el daño causado por las terapias de radiación tradicionales. [134]
BNCT ha mostrado resultados prometedores en ensayos clínicos para otras neoplasias malignas, incluido el glioblastoma, el cáncer de cabeza y cuello, el melanoma cutáneo, el carcinoma hepatocelular, el cáncer de pulmón y la enfermedad de Paget extramamaria. El tratamiento implica una reacción nuclear entre el isótopo de boro-10 no radiactivo y neutrones epitermales térmicos de baja energía o epitermales de alta energía para generar partículas α y núcleos de litio que destruyen selectivamente el ADN en las células tumorales. El principal desafío radica en desarrollar agentes de boro eficientes con mayor contenido y propiedades específicas de focalización diseñadas para BNCT. La integración de estrategias dirigidas a tumores con BNCT podría establecerlo como una opción práctica de tratamiento personalizado para diferentes tipos de cánceres. Las investigaciones en curso exploran nuevos compuestos de boro, estrategias de optimización, agentes teranósticos y avances radiobiológicos para superar las limitaciones y mejorar de manera rentable los resultados de los pacientes. [135] [136] [137]
El diboruro de magnesio es un importante material superconductor con una temperatura de transición de 39 K. Los cables de MgB 2 se producen con el proceso de polvo en tubo y se aplican en imanes superconductores. [138] [139]
El boro amorfo se utiliza como depresor del punto de fusión en aleaciones de níquel-cromo para soldadura fuerte. [140]
El nitruro de boro hexagonal forma capas atómicamente delgadas, que se han utilizado para mejorar la movilidad de los electrones en dispositivos de grafeno . [141] [142] También forma estructuras nanotubulares ( BNNT ), que tienen alta resistencia, alta estabilidad química y alta conductividad térmica , entre su lista de propiedades deseables. [143]
El boro tiene múltiples aplicaciones en la investigación de la fusión nuclear . Se usa comúnmente para acondicionar las paredes de los reactores de fusión depositando recubrimientos de boro en los componentes y paredes enfrentados al plasma para reducir la liberación de hidrógeno e impurezas de las superficies. [144] También se utiliza para la disipación de energía en el límite del plasma de fusión para suprimir explosiones excesivas de energía y flujos de calor hacia las paredes. [145] [146]
El boro es un nutriente vegetal esencial , necesario principalmente para mantener la integridad de las paredes celulares. Sin embargo, concentraciones elevadas en el suelo, superiores a 1,0 ppm , provocan necrosis marginal y de las puntas de las hojas, así como un rendimiento deficiente del crecimiento general. Niveles tan bajos como 0,8 ppm producen estos mismos síntomas en plantas que son particularmente sensibles al boro en el suelo. Casi todas las plantas, incluso aquellas algo tolerantes al boro del suelo, mostrarán al menos algunos síntomas de toxicidad por boro cuando el contenido de boro en el suelo es superior a 1,8 ppm. Cuando este contenido excede 2,0 ppm, pocas plantas se desempeñarán bien y es posible que algunas no sobrevivan. [147] [148] [149]
Se cree que el boro desempeña varias funciones esenciales en los animales, incluidos los humanos, pero no se comprende bien su función fisiológica exacta. [150] [151] Un pequeño ensayo en humanos publicado en 1987 informó que las mujeres posmenopáusicas primero tenían deficiencia de boro y luego se reponían con 3 mg/día. La suplementación con boro redujo notablemente la excreción urinaria de calcio y elevó las concentraciones séricas de 17 beta-estradiol y testosterona. [152]
El boro no está clasificado como un nutriente humano esencial porque las investigaciones no han establecido una función biológica clara del boro. [153] [154] Aún así, los estudios sugieren que el boro puede ejercer efectos beneficiosos sobre la reproducción y el desarrollo, el metabolismo del calcio , la formación ósea , la función cerebral, el metabolismo de la insulina y el sustrato energético, la inmunidad y la función de las hormonas esteroides (incluido el estrógeno ) y la vitamina D. entre otras funciones. [155] [154] La Junta de Alimentos y Nutrición de EE. UU . (FNB) encontró que los datos existentes eran insuficientes para derivar una cantidad dietética recomendada (RDA), una ingesta adecuada (AI) o un requerimiento promedio estimado (EAR) de boro. [153] [154] La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU . (FDA) no ha establecido un valor diario de boro para fines de etiquetado de alimentos y suplementos dietéticos. [153] Si bien un nivel bajo de boro puede ser perjudicial para la salud, probablemente aumente el riesgo de osteoporosis , función inmune deficiente y deterioro cognitivo; Los niveles altos de boro están asociados con daño celular y toxicidad. [156] El mecanismo exacto por el cual el boro ejerce sus efectos fisiológicos no se comprende completamente, pero puede implicar interacciones con monofosfato de adenosina (ADP) y S-adenosil metionina (SAM-e), dos compuestos involucrados en importantes funciones celulares. Además, el boro parece inhibir la ADP-ribosa cíclica , afectando así la liberación de iones de calcio del retículo endoplásmico y afectando a diversos procesos biológicos. [156] Algunos estudios sugieren que el boro puede reducir los niveles de biomarcadores inflamatorios . [155]
En los seres humanos, el boro se suele consumir con alimentos que contienen boro, como frutas, verduras de hoja y frutos secos . [153] Los alimentos que son particularmente ricos en boro incluyen aguacates , frutas secas como pasas , maní , nueces , jugo de ciruela , jugo de uva , vino y chocolate en polvo. [155] [153] Según los registros alimentarios de 2 días de los encuestados en la Tercera Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición (NHANES III), la ingesta dietética de adultos se registró entre 0,9 y 1,4 mg/día. [157]
En 2013, una hipótesis sugirió que era posible que el boro y el molibdeno catalizaran la producción de ARN en Marte y que la vida fuera transportada a la Tierra a través de un meteorito hace unos 3 mil millones de años. [158]
Existen varios antibióticos naturales conocidos que contienen boro . [159] El primero que se encontró fue la boromicina , aislada de streptomyces en la década de 1960. [160] [161] Otros son los tartrolones , un grupo de antibióticos descubiertos en la década de 1990 a partir del caldo de cultivo de la mixobacteria Sorangium cellulosum . [162]
La distrofia endotelial congénita tipo 2 , una forma rara de distrofia corneal , está relacionada con mutaciones en el gen SLC4A11 que codifica un transportador que supuestamente regula la concentración intracelular de boro. [163]
Para determinar el contenido de boro en alimentos o materiales, se utiliza el método colorimétrico de la curcumina . El boro se convierte en ácido bórico o boratos y, al reaccionar con la curcumina en una solución ácida, se forma un complejo boro- quelato de color rojo , rosocianina . [164]
El boro elemental, el óxido de boro , el ácido bórico , los boratos y muchos compuestos organoboro son relativamente no tóxicos para los humanos y los animales (con una toxicidad similar a la de la sal de mesa). La LD 50 (dosis a la que hay un 50% de mortalidad) para los animales es de unos 6 g por kg de peso corporal. Las sustancias con una LD 50 superior a 2 g/kg se consideran no tóxicas. Se informó sin incidentes una ingesta de 4 g/día de ácido bórico, pero una cantidad mayor se considera tóxica en más de unas pocas dosis. La ingesta de más de 0,5 gramos por día durante 50 días causa problemas digestivos menores y otros problemas que sugieren toxicidad. [167] Los suplementos dietéticos de boro pueden ser útiles para el crecimiento óseo, la cicatrización de heridas y la actividad antioxidante, [168] y una cantidad insuficiente de boro en la dieta puede provocar una deficiencia de boro .
Se han utilizado dosis médicas únicas de 20 g de ácido bórico para la terapia de captura de neutrones sin toxicidad excesiva.
El ácido bórico es más tóxico para los insectos que para los mamíferos y se utiliza habitualmente como insecticida. [107]
Los boranos (compuestos de boro-hidrógeno) y compuestos gaseosos similares son bastante venenosos. Como es habitual, el boro no es un elemento intrínsecamente venenoso, pero la toxicidad de estos compuestos depende de la estructura (para ver otro ejemplo de este fenómeno, consulte fosfina ). [14] [15] Los boranos también son altamente inflamables y requieren especial cuidado al manipularlos; algunas combinaciones de boranos y otros compuestos son altamente explosivas. El borohidruro de sodio presenta un riesgo de incendio debido a su naturaleza reductora y a la liberación de hidrógeno al contacto con el ácido. Los haluros de boro son corrosivos. [169]
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El boro es necesario para el crecimiento de las plantas, pero un exceso de boro es tóxico para las plantas y ocurre particularmente en suelos ácidos. [170] [171] Se presenta como una coloración amarillenta desde la punta hacia el interior de las hojas más viejas y manchas negras en las hojas de cebada, pero puede confundirse con otros estreses como la deficiencia de magnesio en otras plantas. [172]
