Introduction
Le bore occupe une place unique dans le tableau périodique, à la frontière entre les métaux et les non-métaux. Cet élément de la famille des métalloïdes est relativement rare dans l'univers et la croûte terrestre, mais ses applications sont vastes et cruciales, allant de l'agriculture à l'aérospatiale. Sa chimie est complexe et fascinante, marquée par un déficit électronique qui le rend avide d'électrons, conférant à ses composés des propriétés acides caractéristiques.
Description
Le bore élémentaire pur est un solide noir, brillant et très dur, mais cassant à température ambiante. Il existe sous plusieurs formes allotropiques (structures cristallines différentes). Les plus importantes sont le bore amorphe (poudre brune non cristalline) et le bore cristallin, dont la forme rhomboédrique (alpha-bore) est la plus stable. Le bore a un point de fusion exceptionnellement élevé (2076 °C) et une faible densité. Chimiquement, il est plus proche du silicium que de ses voisins du groupe (aluminium, gallium). Il ne réagit pas avec les acides ou les alcalis en conditions normales, mais s'oxyde à haute température pour former de l'oxyde de bore (B2O3). Ses composés les plus courants sont les borates (sels de l'acide borique), comme le borax (tétraborate de sodium décahydraté, Na2B4O7·10H2O), et les boranes (hydrures de bore), instables et autrefois étudiés comme carburants pour fusées.
Histoire
Les composés du bore, notamment le borax, sont connus depuis l'Antiquité, utilisés par les Égyptiens pour la momification et par les Romains dans la verrerie. Le bore élémentaire a été isolé pour la première fois de manière indépendante et presque simultanée en 1808 par les chimistes Sir Humphry Davy en Angleterre, et Joseph Louis Gay-Lussac et Louis Jacques Thénard en France, par réduction de l'acide borique avec du potassium. Le nom 'bore' vient de l'arabe 'buraq' et du persan 'burah', tous deux désignant le borax. Sa purification et la compréhension de sa structure complexe ont occupé les chimistes pendant une grande partie du XXe siècle.
Caracteristiques
Numéro atomique : 5. Masse atomique : 10,81 u (le bore naturel est un mélange de deux isotopes stables : le bore-10 (environ 20%) et le bore-11 (environ 80%)). Configuration électronique : [He] 2s² 2p¹. Point de fusion : 2076 °C. Point d'ébullition : 3927 °C. Dureté : Le bore cubique, une forme synthétique, est l'une des substances les plus dures connues, après le diamant et la nitrure de bore cubique. Propriété nucléaire clé : L'isotope bore-10 a une grande section efficace pour la capture des neutrons thermiques. Il absorbe un neutron et se fissionne en lithium et hélium, une réaction utilisée dans les barres de contrôle des réacteurs nucléaires et la thérapie par capture neutronique du cancer (BNCT).
Importance
L'importance du bore est multiforme. En agriculture, c'est un oligo-élément essentiel pour la croissance des plantes, renforçant les parois cellulaires et participant à la reproduction. Dans l'industrie, le borax et l'acide borique sont des composants majeurs des détergents, des ignifugeants (retardateurs de flamme pour les textiles et le bois), des verres (notamment le verre borosilicate, comme le Pyrex, résistant aux chocs thermiques) et des céramiques (émaux). Les fibres de bore, légères et ultra-résistantes, sont utilisées dans les composites aérospatiaux et les équipements sportifs haut de gamme. En électronique, le bore est le dopant de type p le plus courant pour les semi-conducteurs au silicium. Enfin, en nucléaire, le bore-10 est un matériau de blindage et de contrôle indispensable. Son impact économique et technologique est donc considérable, bien que son extraction (principaux gisements en Turquie et aux États-Unis) soit géographiquement concentrée.
