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붕소

Boron
이 기사는 화학 원소에 관한 것이다.다른 용도는 보론(동음이의)을 참조하십시오.
보론, B
Boron R105.jpg
붕소(β-롬보면체)[1]
붕소
발음/bcccccccccrn/ (BOR-on)
동소체α-, β-롬보면체, β-사각형(및 그 이상)
외모흑갈색
표준 원자량Ar°(B)
  • [10.806, 10.821]
  • 10.81±0.02(요약)[2]
주기율표의 붕소
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티탄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
–
↑
B
↓
알
베릴륨 ← 붕소 → 탄소
원자 번호 (Z)5
그룹.그룹 13(보론 그룹)
기간기간 2
블록 p블록
전자 구성[헤이] 2s2 2p1
셸당 전자 수2, 3
물리 속성
단계 STP에서단단한
녹는점2349 K (2076 °C, 3769 °F)
비등점4200 K(3927 °C, 7101 °F)
밀도 액상일 때(로)2.08g/cm3
융해열50.2 kJ/mol
기화열508 kJ/mol
몰 열용량11.087 J/(mol·K)
증기압
P (Pa) 1 10 100 1k 10k 100k
(K)에서 2348 2562 2822 3141 3545 4072
원자 특성
산화 상태-5, -1, 0,[3] +1, +2, +3[4][5](약산성 산화물)
전기 음성도폴링 스케일: 2.04
이온화 에너지
  • 첫 번째: 800.6 kJ/mol
  • 두 번째: 2427.1 kJ/mol
  • 3차: 3659.7kJ/mol
  • (더 보기)
원자 반지름경험적: 오후 90시
공유 반지름84±3pm
반데르발스 반지름오후 192시
Color lines in a spectral range
붕소의 스펙트럼선
기타 속성
자연발생원시적인
결정 구조 마름모꼴의
Rhombohedral crystal structure for boron
음속 얇은 막대기16,200 m/s (20 °C에서)
열팽창β 형태: 5~7 µm/(mkK) (25 °[6]C에서)
열전도율27.4 W/(mµK)
전기 저항률최대6 10Ωµm(20°C에서)
자기 순서반자성[7]
몰 자화율- 6.7×10cm−63/세로[7]
모스 경도~9.5
CAS 번호7440-42-8
역사
검출조제프 루이 게이 루삭과 루이 자크 테나르[8] (1808년 6월 30일)
첫 번째 분리험프리 데이비[9](1808년 7월 9일)
붕소의 주요 동위원소
이소토페 아부노댄스 반감기 (t1/2) 붕괴 모드 프로덕트
10B. 20% 안정적인.[10]
11B. 80% 안정되어[10] 있다
10B 함량은 자연 샘플의 19.1~20.3%이며, 나머지는 [11]B입니다.
카테고리 : 붕소
레퍼런스

붕소는 기호가 B이고 원자 번호는 5인 화학 원소이다.결정 형태에서는 부서지기 쉽고, 어둡고, 광택이 나는 금속성이고, 비정질 형태에서는 갈색 분말이다.붕소기 중 가장 가벼운 원소로서 공유결합을 형성하기 위한 3개의 원자가 전자를 가지며 붕산, 붕산나트륨, 탄화붕소 및 질화붕소의 초경질 결정과 같은 많은 화합물을 생성한다.

붕소는 항성 핵합성이 아닌 우주선 파쇄와 초신성에 의해 전적으로 합성되기 때문에 태양계와 지구 [12]지각에 존재하는 저농축 원소이다.그것은 지구 [13]지각의 무게로 약 0.001 퍼센트를 구성한다.그것은 더 흔한 자연적으로 발생하는 화합물인 붕산염 광물의 수용성에 의해 지구에 집중된다.이것들은 붕사나 케나이트와 같은 증발체로 산업적으로 채굴된다.알려진 가장 큰 광상은 붕소 광물의 가장 큰 생산지인 터키에 있다.

원소 붕소는 유성체에서 소량 발견되는 금속성 물질이지만 화학적으로 결합되지 않은 붕소는 지구에서 자연적으로 발견되지 않는다.산업적으로 매우 순수한 원소는 탄소 또는 [14]제거에 저항하는 다른 원소에 의한 오염 때문에 어렵게 생산됩니다.비정질 붕소는 갈색 분말이고, 결정 붕소는 은색에서 검정색이며, 매우 단단하며(Moh 눈금으로 약 9.5), 상온에서 전기 도체가 불량합니다.원소 자체는 일부 고강도 재료의 탄소 섬유와 유사한 용도로 붕소 필라멘트로 주로 사용됩니다.

붕소는 주로 화합물에 사용된다.전 세계적으로 소비되는 전체 생산량의 약 절반이 단열재 및 구조 재료용 섬유 유리 첨가제입니다.다음 주요 용도는 고강도 경량 구조 및 내열성 재료의 폴리머 및 세라믹에 있습니다.붕규산염 유리는 일반 소다 라임 유리보다 강도와 내열 충격성이 높아 적합합니다.과붕산나트륨으로 표백제로 사용된다.반도체 및 시약 중간체에서는 유기 미세화학 합성에 소량을 도판트로 사용한다.붕소가 함유된 유기 의약품이 사용 중이거나 연구 중에 있다.천연 붕소는 2개의 안정 동위원소로 구성되어 있으며, 그 중 1개(보론-10)는 중성자 포획제로 많이 사용된다.

붕소와 생물학의 교점은 매우 작다.포유류 생활에 필수적이라는 데 대한 공감대가 부족하다.붕산염은 포유류에서 독성이 낮지만 절지동물에게 더 독성이 강하며 살충제로 사용되기도 한다.붕소가 함유된 유기 항생제가 알려져 있다.미량만 있으면 되지만 식물성 필수 영양소입니다.

역사

붕소라는 단어는 붕소가 화학적으로 붕소와 비슷한 탄소와 유추하여 붕소가 분리된 광물인 붕소에서 만들어졌다.

사솔라이트

붕사의 광물 형태(당시 틴칼로 알려짐)는 서기 300년경 중국에서 처음 유약으로 사용되었다.몇몇 조잡한 붕사는 서쪽으로 이동했고, 700년경 연금술사 자비르 이븐 헤이얀에 의해 분명히 언급되었다.마르코 폴로는 13세기에 이탈리아로 유약을 가져왔다.Georgius Agricola는 약 1600년에 야금학의 플럭스로 붕사를 사용했다고 보고했다.1777년, 붕산은 이탈리아 플로렌스 근처의 온천에서 인식되었고, 그 시점에서 표면적인 의학적인 이점들과 함께 살 세타티범으로 알려지게 되었다.이 광물은 이탈리아의 사소 피사노의 이름을 따서 사솔라이트라고 이름 붙여졌다.사소는 1827년부터 1872년까지 유럽의 붕사의 주요 공급원이었으며, 그 당시 미국 공급원이 [15][16]붕사를 대체했다.보론 화합물은 프랜시스 마리온 스미스의 태평양 연안 보락스 회사가 처음으로 대중화하고 [17]저비용으로 대량 생산하기 전까지 상대적으로 거의 사용되지 않았다.

보론은 험프리 데이비[9] 경과 조셉 루이 게이-뤼삭과 루이 자크 [8]테나르에 의해 분리되기 전까지 원소로 인식되지 않았다.1808년 데이비는 붕산염 용액을 통해 흐르는 전류가 전극 중 하나에 갈색 침전물을 발생시키는 것을 관찰했다.이후의 실험에서 그는 전기 분해 대신 붕산을 줄이기 위해 칼륨을 사용했습니다.그는 새로운 원소를 확인하기에 충분한 붕소를 생산했고 그것을 보라슘이라고 [9]명명했다.Gay-Lussac과 Thénard는 고온에서 붕산을 감소시키기 위해 철을 사용했다.붕소를 공기로 산화시킴으로써 붕산이 붕소의 산화 [8][18]생성물임을 보여주었다.옌스 야콥 베르젤리우스는 1824년에 [19]그것을 원소라고 밝혔다.순수한 붕소는 1909년 [20][21][22]미국의 화학자 이즈키엘 웨인트로브에 의해 처음 생산되었다.

실험실에서의 원소 붕소 제조

원소 붕소로 가는 초기 경로는 마그네슘이나 알루미늄과 같은 금속으로 산화 붕소를 환원하는 것이었습니다.그러나 그 제품은 거의 항상 그 금속의 [citation needed]붕화물에 오염되어 있다.고온에서 휘발성 할로겐화 붕소와 수소를 환원함으로써 순수 붕소를 제조할 수 있다.반도체 산업용 초순도 붕소는 고온에서 디보란을 분해하여 제조한 후 존 용해 또는 Czochralski [23]공정으로 정제한다.

붕소 화합물의 생산은 원소 붕소의 형성을 수반하지 않지만 붕산염의 편리한 가용성을 이용한다.

특성.

동소체

주요 기사:붕소 동소체
붕소 덩어리

붕소는 안정적인 공유 결합 분자 네트워크를 형성하는 능력에서 탄소와 유사합니다.명목상 흐트러진(아모르퍼스) 붕소라도 서로 장기순서 [24][25]없이 랜덤하게 결합하는 규칙적인 붕소 이코사헤드라 함유.결정 붕소는 녹는점이 2000°C 이상인 매우 단단한 검은색 물질입니다.이는 α-롬보면체 및 β-롬보면체(α-R 및 β-R), β-정통체(θ) 및 β-사각형(β-T)의 4가지 주요 동소체를 형성한다.4상 모두 주변 조건에서 안정적이며, β-롬보면체가 가장 일반적이고 안정적이다.α-사각상(α-T)도 존재하지만 심각한 오염 없이는 생성하기가 매우 어렵다.대부분의 상은 Bicosaheadra에 기초하고12 있지만, γ상은 Icosaheadra와 B2 원자쌍의 [26]암석형 배열로 설명할 수 있다.다른 붕소상을 12~20GPa로 압축하고 1500~1800°C로 가열하여 제조할 수 있으며, 온도와 압력을 방출한 후에도 안정 상태를 유지합니다.β-T 단계는 유사한 압력에서 생성되지만 1800–2200°C의 높은 온도에서 생성된다.α-T상과 β-T상은 주변 조건에서 공존할 수 있으며, β-T상은 보다 [26][27][28]안정적이다.붕소를 160 GPa 이상으로 압축하면 아직 알려지지 않은 구조의 붕소상이 생성되며, 이 상은 6~12 [29]K 미만의 온도에서 초전도체이다. 2014년에는 보로스페렌(플레렌 유사40 B 분자)과 보로펜(제안 그래핀 유사 구조)이 기술되었다.

붕소상 α-R β-R γ β-T
대칭 마름모꼴 마름모꼴 정형외과 사각형
원자/단위[26] 셀 12 ~105 28
밀도(g/cm3)[30][31][32][33] 2.46 2.35 2.52 2.36
비커스 경도(GPA)[34][35] 42 45 50–58
벌크 계수(GPA)[35][36] 185 224 227
밴드갭(eV)[35][37] 2 1.6 2.1

원소의 화학

참고 항목: 카테고리:붕소 화합물

원소 붕소는 순수한 재료를 준비하기가 매우 어렵기 때문에 희귀하고 연구가 잘 되지 않습니다."보론"에 대한 대부분의 연구는 소량의 탄소를 포함하는 샘플을 포함한다.붕소의 화학적 거동은 알루미늄보다 실리콘의 화학적 거동과 더 유사합니다.결정성 붕소는 화학적으로 불활성화되어 불산 또는 염산을 끓여 내습성을 가진다.잘게 쪼개지면 고온농축과산화수소, 고온농축질산,[21] 고온황산 또는 황산과 크롬산의 뜨거운 혼합물에 의해 천천히 공격된다.

붕소의 산화 속도는 결정도, 입자 크기, 순도 및 온도에 따라 달라집니다.붕소는 상온에서는 공기와 반응하지 않지만 고온에서는 연소하여 [38]삼산화붕소를 형성합니다.

4 B + 32 O → 223 BO
결정 붕사, Na2[BO4545(OH)]·42−48에서 발생하는 사붕산 음이온의 볼앤스틱 모델HO2. 붕소 원자는 분홍색이고, 가교 산소는 빨간색이고, 4개의 히드록실 수소는 흰색입니다.두 개의 붕소는 공식 전하 없이 삼각 결합2 sp이고, 다른 두 개의 붕소는 각각 공식 전하 -1을 갖는 4면 결합3 sp입니다.모든 붕소의 산화 상태는 III이다.붕소 배위 수치와 공식 전하의 혼합은 천연 붕소 광물의 특징입니다.

붕소는 할로겐화를 통해 삼할화물을 생성한다. 예를 들어,

2 B + 3 Br2 → 2 BBr3

실제로 삼염화물은 보통 [38]산화물로 만들어진다.

원자 구조

붕소는 지면 상태의 p-궤도에 전자를 가진 가장 가벼운 원소이다.그러나 대부분의 다른 p-원소와 달리 옥텟 법칙을 거의 따르지 않고 보통 6개의[39] 전자만 원자가 껍질에 올려놓습니다.붕소는 붕소 그룹(IUPAC 그룹 13)의 원형이지만, 이 그룹의 다른 구성원은 금속과 보다 전형적인 p-원소이다(알루미늄만이 옥텟 규칙에 대한 붕소의 혐오감을 어느 정도 공유한다).

화합물

붕소(III) 삼불화물 구조, pi형 좌표 공유 결합에서 "빈" 붕소 p 오비탈을 나타낸다.

가장 친숙한 화합물 중 붕소는 형식 산화 상태 III를 가진다.여기에는 산화물, 황화물, 질화물 [38]및 할로겐화물이 포함됩니다.

3할라이드는 평면 삼각 구조를 채택합니다.이들 화합물은 루이스 염기라고 불리는 전자 쌍 공여자와 쉽게 부가물을 형성한다는 점에서 루이스산이다.예를 들어 불화물(F−)과 삼불화붕소(BF3)를 조합하여 4불화붕소 음이온(BF4−)을 얻는다.삼불화붕소는 석유화학 산업에서 촉매로 사용된다.할로겐화물은 물과 반응하여 붕산을 [38]형성한다.

그것은 지구의 자연에서 거의 완전히 다양한 산화물로서 발견되며, 종종 다른 원소와 관련이 있습니다.100개 이상의 붕산염 광물은 +3의 산화 상태의 붕소를 함유하고 있다.이러한 미네랄은 산소와 사면체 배위뿐만 아니라 삼각 평면 형태에서도 종종 발견되지만 어떤 면에서는 규산염과 유사합니다.규산염과 달리 붕소 광물은 배위수가 4보다 큰 붕소를 함유하지 않는다.대표적인 모티브는 왼쪽과 같이 일반적인 미네랄 붕사의 4붕산 음이온으로 예시된다.사면체 붕산염 중앙의 공식 음전하는 [38]붕사의 나트륨(Na+)과 같은 광물의 금속 양이온에 의해 균형을 이룹니다.붕산염의 토르말린기도 붕소를 함유하는 매우 중요한 광물기이며,[40] 다수의 붕소규산염도 자연적으로 존재하는 것으로 알려져 있다.

주요 기사 : Boranes
보란클러스터의 붕소 골격 구조를 보여주는 볼 앤 스틱 모델.구조는 다면체 골격 전자 쌍 이론에 [41]의해 합리화될 수 있다.

보란은 붕소와 수소의 화합물이며, 일반식은xy BH입니다.이 화합물들은 자연에서 발생하지 않는다.많은 보란은 공기와 접촉하면 쉽게 산화되며 일부는 격렬하게 산화됩니다.모재3 BH는 보란이라고 불리지만 기체 상태에서만 알려져 있으며, 이량체가 되어 디보란 BH를26 형성한다.더 큰 보란은 모두 다면체인 붕소 클러스터로 구성되며, 일부는 이성체로 존재합니다.예를 들어 BH의 이성질체는2026 두 개의 10원자 클러스터의 융합에 기초한다.

가장 중요한 보란은 디보란26 BH와 두 개의 열분해 생성물인 펜타보란59 BH와 데카보란1014 BH입니다.음이온성 붕소 하이드라이드가 다수 알려져 있습니다(예: [BH].12122−

붕소의 공식 산화수는 양수이며 활성 금속 수소화물처럼 수소가 -1로 계산된다는 가정에 기초한다.붕소의 평균 산화수는 단순히 분자 내 수소와 붕소의 비율이다.예를 들어 디보란26 BH에서는 붕소산화 상태가 +3이지만 데카보란1014 BH에서는 / 또는 +1.4이다.5이 화합물들에서 붕소의 산화 상태는 종종 정수가 아니다.

주요 기사:질화 붕소

질화붕소는 그들이 채택하는 다양한 구조들로 유명하다.그들은 흑연, 다이아몬드, 나노튜브를 포함한 다양한 탄소 동위원소와 유사한 구조를 보여준다.입방정식 질화 붕소(상표명 보라존)라고 불리는 다이아몬드 같은 구조에서 붕소 원자는 다이아몬드 내 탄소 원자의 사면체 구조에 존재하지만, B-N 결합 4개 중 1개는 루이스 산성의 붕소에 결합으로 작용하는 질소 원자에 의해 두 개의 전자가 기증되는 좌표 공유 결합으로 볼 수 있다.n(II) 중심.입방정 질화 붕소는 다이아몬드(두 물질이 서로 긁힘을 일으킬 수 있음)에 버금가는 경도를 가지고 있기 때문에 연마재로 사용됩니다.흑연의 BN화합물 아날로그인 육각형 질화붕소(h-BN), 각 평면의 양전하 붕소 및 음전하 질소 원자가 다음 평면의 반대방향 하전 원자에 인접해 있다.따라서 흑연과 h-BN은 서로 쉽게 미끄러지기 때문에 윤활제이지만 매우 다른 특성을 가지고 있습니다.단, h-BN은 평면 [42][43]방향에서 상대적으로 전기 및 열전도체가 불량합니다.

유기 붕소 화학
주요 기사:유기 붕소 화학

많은 유기붕소 화합물이 알려져 있고 많은 유기붕소 화합물이 유기 합성에 유용하다.대부분은 단순한 보란 화학물질인 디보란, BH를26 사용하는 하이드로보레이션에서 생산됩니다.유기보론(III) 화합물은 보통 사면체 또는 삼각평면체이며, 예를 들어 테트라페닐붕산염, [B65(4−CH)] 대 트리페닐보란, B(CH)3이다65.그러나 서로 반응하는 복수의 붕소 원자는 완전히 붕소 원자 또는 다양한 수의 탄소 헤테로아톰으로 구성된 새로운 12면체(12면체) 및 20면체(20면체) 구조를 형성하는 경향이 있다.

유기 붕소 화학 물질은 붕소-탄소 클러스터 음이온 및 양이온으로 구성된 매우 단단한 복합 세라믹인 탄화붕소(아래 참조)에서 초산인 카르보란산을 포함한 반응 구조를 형성하기 위해 할로겐화될 수 있는 탄소-보론 클러스터 화학 화합물인 카보란까지 다양한 용도로 사용되어 왔다.예를 들어, 카르보란은 암의 붕소 중성자 포획 치료를 위한 붕소 함유 화합물을 합성하기 위해 다른 생화학 물질에 상당한 양의 붕소를 첨가하는 유용한 분자 부분을 형성한다.

B(I)와 B(II)의 화합물

수소화물 클러스터가 예상하는 바와 같이 붕소는 공식 산화 상태가 3개 미만인 다양한 안정 화합물을 형성합니다.BF와24 BCl이44 잘 [44]특징지어집니다.

초전도체 마그네슘 이붕화물 볼앤스틱 모델.붕소 원자는 각 붕소 원자마다 -1의 전하를 띠며 육각형 방향족 흑연과 같은 층에 있습니다.마그네슘(II) 층간 이온

금속 붕화물인 이원 금속-붕소 화합물은 음산화 상태의 붕소를 함유하고 있습니다.예를 들면, 이붕화 마그네슘(MgB2)이 있다.각 붕소 원자는 공식 -1 전하를 가지며 마그네슘은 공식 +2 전하를 할당받는다.이 재료에서 붕소 중심은 각 붕소에 대해 여분의 이중 결합을 가진 삼각 평면으로 흑연 중의 탄소와 유사한 시트를 형성한다.그러나 공유 원자의 평면에 전자가 부족한 육각형 질화 붕소와 달리, 이보라이드 마그네슘의 비국재화된 전자는 등전자 흑연과 유사한 전기를 전도할 수 있게 한다.2001년 이 물질은 고온 [45][46]초전도체로 밝혀졌다.그것은 현재 개발 중인 초전도체이다.CERN의 MgB 케이블 제작2 프로젝트에서는 대형 하드론 [47]충돌기의 고휘도 버전처럼 매우 높은 전류 분배 애플리케이션을 위해 20,000암페어를 전달할 수 있는 초전도 테스트 케이블이 개발되었습니다.

일부 다른 금속 붕화물은 절삭 공구의 [48]경질 재료로 특수하게 사용됩니다.붕화물의 붕소는 종종 육붕화칼슘(CaB6)의 -1/3과 같은 부분 산화 상태를 가집니다.

구조적 관점에서 볼 때 붕소의 가장 독특한 화합물은 수소화합물입니다.이 시리즈에는 클러스터 화합물인 도데카보레이트(BH),
122−
12 데카보란(BH)1014 및 CBH 등의21012 카르보란이 포함된다.특징적으로 이러한 화합물은 배위수가 [38]4보다 큰 붕소를 함유하고 있다.

동위원소

주요 기사:붕소 동위 원소

붕소는 자연발생적이고 안정적인 동위원소인 B(80.1%)와 B(19.9%)를 가지고 있다.질량 차이는 B와 B 사이의 분수 차이로 정의되며 전통적으로 -16부터 +59까지의 자연수에서 천 분의 일로 표현되는 광범위한 µB11 값을 산출한다.붕소에는 13개의 동위원소가 있으며, 가장 수명이 짧은 동위원소는 B로 양성자 방출과 알파 붕괴를 통해 붕괴하며, 반감기는 3.5×10초이다−22.붕소의 동위원소 분화는 붕소종 B(OH)3와 [B(OH)]4−의 교환 반응에 의해 제어된다.붕소 동위원소는 또한 광물 결정화, 열수계의 HO상 변화2, 그리고 암석의 열수 변화 동안 분류된다.후자의 효과는 Clay에서 [B(4−OH)]10이온을 우선적으로 제거하는 결과를 초래한다.이는 B(OH)3가 농축된 용액을 생성하므로 해양 지각과 대륙 지각에 비해 해수에서 B가 많이 농축되는 원인이 될 수 있다. 이 차이는 동위원소 [49]시그니처 역할을 할 수 있다.

이국적인 B는 핵 후광을 나타내며, 즉 그 반지름은 액체 방울 [50]모델에서 예측한 반지름보다 상당히 크다.

B 동위원소는 열 중성자를 포착하는 데 유용하다(중성자 단면 참조).#일반적인 단면).원자력 산업은 천연 붕소를 거의 순수한 B까지 풍부하게 만든다.가치가 낮은 부산물인 고갈된 붕소는 거의 순수 B입니다.

상업용 동위원소 농축

붕소-10은 중성자 단면이 높기 때문에 중성자 포획 [51]물질로서 원자로의 핵분열을 제어하는 데 자주 사용된다.여러 산업 규모의 농축 과정이 개발되었지만, 삼불화붕소(DME-BF3)의 디메틸 에테르 부가물의 분화된 진공 증류 및 붕산염의 컬럼 크로마토그래피만이 사용되고 [52][53]있다.

농축 붕소(붕소-10)

붕소의 중성자 단면(상단 곡선은 B, 하단 곡선은 B)

농축 붕소 또는 B는 방사선 차폐에 사용되며 암의 중성자 포획 치료에 사용되는 1차 핵종이다.후자('붕소 중성자 포획 요법' 또는 BNCT)에서는 B를 포함한 화합물이 약제에 배합되어 악성 종양 및 그 근방의 조직에 의해 선택적으로 흡수된다.환자는 비교적 낮은 중성자 방사선량으로 낮은 에너지 중성자 빔으로 치료된다.그러나 중성자는 붕소+중성자 핵반응의 산물인 에너지와 단거리 2차 알파 입자와 리튬-7 중이온 복사를 유발하며, 이 이온 복사는 종양을 추가로 파괴한다. 특히 종양 [54][55][56][57]세포 내부에서 발생한다.

원자로에서 B는 반응도 제어 및 비상정지 시스템에 사용된다.붕규산염 제어봉의 형태 또는 붕산의 역할을 할 수 있습니다.가압수형 원자로에서는 급유를 위해 발전소가 정지될 때 B 붕산이 원자로 냉각수에 첨가된다.그런 다음 핵분열성 물질이 소진되고 연료가 반응성이 [58]떨어짐에 따라 수개월 동안 서서히 걸러집니다.

미래의 유인 행성간 우주선에서 B는 구조 물질(붕소 섬유 또는 BN 나노튜브 물질)로서 이론적인 역할을 하며, 또한 방사선 차폐에서 특별한 역할을 하게 된다.대부분 고에너지 양성자인 우주선을 다루는 데 있어 어려운 점 중 하나는 우주선과 우주선 물질의 상호작용에서 나오는 일부 2차 방사선이 고에너지 파쇄 중성자라는 것이다.그러한 중성자는 폴리에틸렌과 같이 가벼운 원소가 많이 함유된 물질에 의해 감속될 수 있지만, 감속된 중성자는 차폐에 능동적으로 흡수되지 않는 한 방사선 위험이 계속된다.열중성자를 흡수하는 가벼운 원소 중 Li와 B는 기계적 보강과 방사선 [59]방호 역할을 하는 잠재적 우주선 구조 재료로 보인다.

고갈된 붕소(붕소-11)

방사선 경화 반도체

우주 복사는 우주선 구조물에 부딪히면 2차 중성자를 만들어 낼 것이다.이 중성자들은 우주선 반도체에 존재한다면 감마선, 알파 입자, 리튬 이온을 생성하면서 B에 포착될 것이다.그 결과 발생하는 붕괴 생성물은 근처의 반도체 "칩" 구조를 조사하여 데이터 손실(비트 플립 또는 단일 이벤트 업라이트)을 일으킬 수 있다.방사선 경화 반도체 설계에서 한 가지 대책은 고갈된 붕소를 사용하는 것입니다.붕소는 B에서 크게 농축되어 B가 거의 포함되어 있지 않습니다.이것은 B가 방사선 손상에 대부분 면역이 되기 때문에 유용합니다.고갈된 붕소는 원자력 산업의 부산물이다(위 [58]참조).

양성자-붕소 융합
주요 기사: 프로톤-보론 융합

11B는 또한 아뉴트로닉 융접 연료로 사용됩니다.약 500 keV의 에너지를 가진 양성자가 충돌할 때, 그것은 3개의 알파 입자와 8.7 MeV의 에너지를 생성한다.수소와 헬륨을 포함한 대부분의 다른 핵융합 반응은 투과성 중성자 방사선을 생성하며, 이는 원자로 구조를 약화시키고 장기 방사능을 유도하여 운전자를 위험에 빠뜨린다.그러나 B 핵융합에서 나오는 알파 입자는 직접 전력으로 전환될 수 있으며 원자로가 [60]꺼지는 순간 모든 방사선이 멈춘다.

NMR 분광법

B와 B는 둘 다 핵 스핀을 가지고 있다.B의 핵 스핀은 3이고 B의 핵 스핀은 3이다.따라서 이들 동위원소는 핵자기공명분광학에서 사용되며 붕소-11 핵을 검출하기 위해 특별히 개조된 분광계가 시판되고 있다.B와 B의 원자핵은 [61]또한 부착된 원자핵의 공명분열을 일으킨다.

발생.

주요 기사 : 붕산염 광물
참고 항목: 카테고리:붕산염 광물
우렉사이트 조각
붕사 결정

붕소는 빅뱅과 별에서 미량 형성으로 인해 우주와 태양계에서는 드물다.그것은 우주선 파쇄 핵합성에서 미량 형성되며 우주 먼지와 유성 물질에서 결합되지 않은 상태로 발견될 수 있다.

지구의 고산소 환경에서는 붕소가 완전히 산화되어 붕산염이 된다.붕소는 지구상에 원소 형태로 나타나지 않는다.달의 [62][63]레골리스에서 극소량의 붕소 원소가 검출되었다.

붕소는 지각 질량의 0.001%에 불과한 비교적 희귀한 원소이지만 많은 붕산염이 녹는 물의 작용에 의해 고도로 농축될 수 있다.그것은 붕사와 붕산과 같은 화합물에서 자연적으로 결합되어 발견됩니다.붕산염 광물은 약 백 가지가 알려져 있다.

2017년 9월 5일, 과학자들은 큐리오시티 탐사선이 화성에서 지구의 생명체에 필수적인 성분인 붕소를 발견했다고 보고했다.이러한 발견은 고대 화성에 물이 존재했을 수도 있다는 이전의 발견과 함께, 화성 [64][65]게일 크레이터의 초기 거주 가능성을 더욱 뒷받침한다.

생산.

경제적으로 중요한 붕소의 공급원은 콜마나이트, 라소라이트(커나이트), 우렉사이트, 틴칼입니다.이들 광석을 모두 합치면 광산의 90%를 차지한다.전 세계에서 가장 큰 붕사 퇴적물은 에스키셰히르주, 퀴타히야주, [66][67][68]발리케시르주 등 터키 중부와 서부에 있다.세계적으로 입증된 붕소 광산 매장량은 10억t을 넘어 연간 생산량은 약 400만t이다.[69]

터키와 미국은 가장 큰 붕소 생산국이다.터키는 Eti Mine Works(터키어:붕소 제품에 주력하는 터키 국영 광업 및 화학 회사 Eti Maden Işshletmeleri).이 회사는 터키에서 붕산염 광물의 광산에 대한 정부 독점권을 가지고 있으며, 터키에서는 전 세계 [70]광산의 72%를 소유하고 있습니다.2012년에는 세계 붕산염 광물 생산량의 47%를 차지해 주요 경쟁사인 리오 틴토 그룹을 [71]앞섰다.

전 세계 붕소 생산량의 거의 4분의 1(23%)이 단일 Rio Tinto Borax 광산(미국 Borax Boron 광산이라고도 함)에서 생산됩니다.35°2º34.447ºN 117°40º45.412ºW / 35.04290194°N 117.67928111°W / 35.04290194; 캘리포니아 [72][73]보론 근교 -117.67928111 (Rio Tinto Borax 광산)

시장 동향

결정 원소 붕소의 평균 비용은 US$5/[74]g입니다.원소 붕소는 주로 붕소 섬유를 만드는 데 사용되며 텅스텐 코어(아래 참조)에 화학적 증착에 의해 퇴적됩니다.붕소 섬유는 고강도 테이프와 같은 경량 복합 용도에 사용됩니다.이 사용량은 전체 붕소 사용량의 극히 일부입니다.붕소는 이온 주입에 의해 붕소 화합물로 반도체에 도입된다.

2012년 전 세계 붕소 소비량(거의 전체가 붕소 화합물)은 약 400만 톤이었다23.붕사 및 케나이트와 같은 화합물의 2019년 [75]비용은 톤당 US$377이었다.붕소 채굴 및 정제 능력은 향후 10년간 예상되는 성장 수준을 충족하기에 충분한 것으로 간주됩니다.

붕소가 소비되는 형태는 최근 몇 년 동안 바뀌었다.콜마나이트와 같은 광석의 사용은 비소 함량에 대한 우려에 따라 감소했다.소비자들은 오염물질 함량이 낮은 정제 붕산염과 붕산을 사용하는 쪽으로 방향을 잡았다.

붕산에 대한 수요 증가로 인해 많은 생산자들이 추가 용량에 투자하게 되었습니다.터키 국영 에티 광산공장은 2003년 에멧에 연간 생산능력 10만t의 붕산공장을 새로 열었다.리오틴토그룹은 붕소 생산능력을 2003년 26만t에서 2005년 5월까지 310만t으로 늘렸다.또한 2006년에는 36만6000t으로 늘릴 계획이다.중국의 붕소 생산자들은 고품질 붕산에 대한 급증하는 수요를 충족시키지 못하고 있다.이로 인해 2000년부터 2005년까지 4붕산나트륨(붕사)의 수입은 100배 증가했고 붕산 수입도 같은 [76][77]기간 동안 매년 28%씩 증가했다.

글로벌 수요 증가는 유리섬유, 섬유유리 및 붕규산염 유리제품 생산의 높은 성장률에 의해 주도되고 있습니다.아시아에서의 강화급 붕소 함유 섬유유리 제조의 급속한 증가로 유럽과 미국에서 붕소 함유 강화급 섬유유리의 발전이 상쇄되었다.최근의 에너지 가격 상승은 절연 등급의 섬유 유리를 더 많이 사용하고 그에 따른 붕소 소비 증가로 이어질 수 있습니다.Roskill Consulting Group은 세계 붕소 수요가 매년 3.4%씩 증가하여 2010년에는 2100만 톤에 이를 것으로 전망하고 있습니다.수요가 가장 많이 증가할 것으로 예상되는 지역은 아시아로 연평균 [76][78]5.7%의 수요가 증가할 것으로 예상된다.

적용들

다음 항목도 참조하십시오.붕소결핍증(식물장애)과 붕소결핍증(의약품)

지구에서 추출된 거의 모든 붕소 광석은 붕산과 사붕산나트륨 5수화물로 정제될 예정이다.미국에서는 붕소의 70%가 유리와 [79][80]도자기 생산에 사용됩니다.붕소 화합물(최종 사용량의 약 46%)의 주요 전 세계 산업용 사용은 특히 아시아에서 붕소 함유 단열 및 구조용 섬유용 유리 섬유 생산이다.붕소는 유리섬유의 [81]강도 또는 플럭스 품질에 영향을 미치기 위해 붕소 5수화물 또는 산화붕소로서 유리에 첨가된다.전 세계 붕소 생산량의 또 다른 10%는 고강도 유리제품에 사용되는 붕규산 유리용입니다.전 세계 붕소의 약 15%가 붕소 세라믹에 사용되며, 여기에는 다음과 같은 초경질 물질이 포함됩니다.농업은 전 세계 붕소 생산량의 11%를 소비하고 표백제와 세제는 약 6%[82]를 소비한다.

원소 붕소 섬유

붕소 섬유(보론 필라멘트)는 주로 복합 재료의 구성 요소로서 첨단 항공우주 구조에 사용되며 골프채와 낚싯대와 같은 제한된 생산 소비재 및 스포츠 [83][84]용품에 사용됩니다.섬유는 텅스텐 [85][86]필라멘트에 붕소를 화학적으로 증착시켜 제조할 수 있습니다.

붕소섬유 및 준mm 크기의 결정 붕소스프링은 레이저 보조 화학증착에 의해 제조된다.집속 레이저 빔의 변환에 의해 복잡한 나선 구조도 제작할 수 있습니다.이러한 구조는 기계적 특성(탄성계수 450 GPa, 파괴 변형률 3.7%, 파괴 응력 17 GPa)이 우수하며 세라믹스 보강이나 마이크로메니컬 시스템에 [87]적용할 수 있다.

붕소화 섬유 유리

주요 기사:유리섬유

섬유유리는 유리섬유로 강화된 플라스틱으로 만들어진 섬유강화 폴리머로, 일반적으로 매트로 짜여진다.소재에 사용되는 유리섬유는 섬유유리의 용도에 따라 다양한 종류의 유리로 구성되어 있습니다.이 유리잔들은 모두 다양한 양의 칼슘, 마그네슘, 그리고 때로는 붕소를 포함한 규산염 또는 규산염을 함유하고 있습니다.붕소는 붕산염, 붕소 또는 산화붕소로 존재하며, 유리의 강도를 높이기 위해 첨가되거나 너무 높아 유리섬유를 만들기에는 쉽게 가공할 수 없는 실리카의 용해 온도를 낮추기 위해 플럭싱제로 첨가된다.

섬유유리에 사용되는 고붕소화 안경은 E-유리입니다('전기'용으로는 이름이 붙여졌지만 현재는 일반용으로는 가장 일반적인 섬유유리입니다).E-유리는 알루미노 붕규산염 유리로, 알칼리 산화물이 1% 미만이며, 주로 유리 강화 플라스틱에 사용됩니다.기타 일반적인 고붕소 유리로는 유리 단섬유 및 절연에 사용되는 산화붕소 함량이 높은 알칼리 석회 유리인 C-글라스, 유전율이 [88]낮다고 해서 명명된 붕규산염 유리인 D-글라스 등이 있습니다.

모든 섬유안경에 붕소가 함유된 것은 아니지만, 세계적으로 사용되는 섬유유리의 대부분은 붕소를 함유하고 있습니다.건축과 단열에는 섬유유리가 보편적으로 사용되기 때문에 붕소 함유 섬유안경은 전 세계 붕소 생산량의 절반을 소비하며 단일 최대 상업용 붕소 시장이다.

붕규산염 유리

주요 기사:붕규산염 유리
붕규산염 유리제품.두 개의 비커와 테스트 튜브가 표시됩니다.

붕규산염 유리는 일반적으로 BO 1223~15%, SiO2 80%, AlO23 2%로 열팽창 계수가 낮기 때문에 열충격에 대한 내성이 우수합니다.Shott AG의 "Duran"과 Owens-Corning의 상표인 Pyrex는 [89]이 유리의 두 가지 주요 브랜드 이름으로, 주로 실험실 유리 그릇과 소비자용 조리기 및 제빵 용품에 사용됩니다.

탄화붕소 세라믹

주요 기사:탄화 붕소
BC 단위4 셀녹색 구와 이코사체는 붕소 원자로 이루어져 있고, 검은 구체는 탄소 [90]원자입니다.

몇몇 붕소화합물은 극도로 단단하고 인성이 강한 것으로 알려져 있다.탄화붕소는 전기로에서 BO를 탄소로 분해하여23 얻은 세라믹 재료입니다.

223 BO + 7 C → BC4 + 6 CO

탄화붕소의 구조는 약 BC에4 불과하며, 이 이론적인 비율에서 탄소의 명확한 고갈을 알 수 있다.이것은 매우 복잡한 구조 때문이다.물질은 경험식123 BC(즉, B 도데카헤드라)로12 볼 수 있지만 제안된3 C 단위가 C-B-C 체인으로 대체되고 일부 더 작은 (B6) 옥타헤드라도 존재하므로 탄소가 적다(구조 분석에 대한 탄화붕소 기사 참조).반복 폴리머와 탄화붕소의 반결정 구조를 통해 중량당 구조 강도가 높아집니다.탱크 갑옷, 방탄 조끼 및 기타 수많은 구조 용도에 사용됩니다.

(특히 여분의 붕소-10을 도핑한 경우) 긴 수명의 방사성핵종을 형성하지 않고 중성자를 흡수할 수 있는 탄화붕소의 능력은 원전에서 [91]발생하는 중성자 방사선의 흡수제로서 물질을 매력적으로 만든다.탄화붕소의 핵 용도에는 차폐, 제어봉 및 정지 펠릿이 포함된다.제어봉 내에서 탄화붕소는 종종 [92]표면적을 늘리기 위해 분말화된다.

고경도 및 연마성 화합물

주요 기사:초경질 재료
BCN[93] 고형물과 ReB의2[94] 기계적 특성
재료. 다이아몬드 입방체2 BCN 입방체5 BC 세제곱 BN B4C 리비2
비커스 경도(GPA) 115 76 71 62 38 22
파단 인성(MPa1⁄2 m) 5.3 4.5 9.5 6.8 3.5

연마재로는 탄화붕소 및 질화붕소 입방체 분말이 널리 사용된다.질화붕소는 탄소에 대해 등전자적인 물질이다.탄소와 마찬가지로 육각형(연흑연 유사 h-BN)과 입방형(하드, 다이아몬드 유사 c-BN)[95]을 모두 가지고 있으며, 고온 성분 및 윤활제로 h-BN을 사용합니다.상표명 보라존으로도 알려진 c-BN은 우수한 연마재입니다.경도는 다이아몬드보다 조금 작지만 화학적 안정성은 뛰어납니다.헤테로다이아몬드는 또 다른 다이아몬드 같은 붕소 화합물이다.

야금학

주요 기사:붕소강 및 붕소화

붕소는 경화성을 높이기 위해 붕소강에 몇ppm 수준으로 첨가된다.붕소의 중성자 흡수 능력 때문에 원자력 산업에서 사용되는 강철에 더 높은 비율이 추가된다.

붕소는 또한 붕화 처리를 통해 강철과 합금의 표면 경도를 높일 수 있습니다.또한 금속 붕화물은 화학적 증착 또는 물리적 증착을 통한 코팅 도구에 사용됩니다.이온 주입 또는 이온 빔 증착을 통해 금속 및 합금에 붕소 이온을 주입하면 표면 저항과 미세 경도가 현저하게 증가합니다.레이저 합금도 같은 목적으로 성공적으로 사용되었습니다.이러한 붕화물은 다이아몬드 코팅 공구의 대안으로, 처리된 표면은 벌크 [96]붕화물과 유사한 특성을 가집니다.

예를 들어, 이붕화 레늄은 주변 압력에서 생성될 수 있지만 레늄 때문에 오히려 비용이 많이 듭니다.ReB의2 경도는 육각형 층 구조로 인해 상당한 이방성을 보인다.이 값은 텅스텐 탄화물, 실리콘 탄화물, 티타늄 이보라이드 또는 지르코늄 이보라이드에 [94]필적합니다.마찬가지로 AlMgB14 + TiB2 복합 재료는 높은 경도와 내마모성을 가지며 고온 및 마모 [97]부하에 노출된 구성 요소에 대한 벌크 형태 또는 코팅으로 사용됩니다.

세제제제 및 표백제

보락스는 '20 뮬팀 보락스' 세탁용 부스터와 '보락소' 분말 핸드비누 등 다양한 가정용 세탁 및 청소용 [98]제품에 사용된다.또한 일부 치아 표백제에도 [80]존재합니다.

과붕산나트륨은 많은 세제, 세탁 세제, 세정 제품, 그리고 세탁 표백제에서 활성 산소의 원천으로 작용합니다.하지만, 이름에도 불구하고, "보르템" 세탁용 표백제는 [99]더 이상 붕소화합물을 포함하지 않고, 대신 과탄산나트륨을 표백제로 사용합니다.

살충제

붕산은 특히 개미, 벼룩, 바퀴벌레에 대한 살충제로 [100]사용된다.

반도체

붕소는 실리콘, 게르마늄, 탄화규소와 같은 반도체에 유용한 도판트입니다.호스트 원자보다 원자가 전자가 1개 적기 때문에 구멍을 내어 p형 도전성을 얻을 수 있다.붕소를 반도체에 도입하는 전통적인 방법은 고온에서 붕소의 원자 확산에 의한 것이다.이 공정은 고체(BO23), 액체(BBR3) 또는 붕소 가스(BH 또는3 BF)를 사용합니다.그러나 1970년대 이후에는 붕소 [101]공급원으로 BF에3 의존하는 이온 주입으로 대체됐다.삼염화붕소 가스는 반도체 산업에서도 중요한 화학물질이지만 도핑용이라기보다는 금속과 [102]산화물의 플라즈마 식각용이다.트리에틸보란은 붕소원으로서 [citation needed]증착로에도 주입된다.예를 들어 붕소가 함유된 경질탄소막, 질화규소-질화붕소막, [103]붕소로 다이아몬드막을 도핑하는 플라즈마 증착 등이 있습니다.

자석

붕소는 영구 자석의 가장 강한 유형 중 하나인 네오디뮴 자석의 성분입니다214.이러한 자석은 자기공명영상(MRI) 의료영상시스템과 같은 다양한 전기기계 및 전자장치, 소형 및 비교적 작은 모터 및 액추에이터에서 볼 수 있습니다.예를 들어 컴퓨터 HDD(하드 디스크 드라이브), CD(콤팩트 디스크) 및 DVD(디지털 다기능 디스크) 플레이어는 네오디뮴 마그네트 모터에 의존하여 매우 콤팩트한 패키지로 강력한 회전력을 제공합니다.휴대폰에서 'Neo' 자석은 작은 스피커가 상당한 오디오 [104]파워를 제공할 수 있는 자기장을 제공합니다.

원자로의 차폐 및 중성자 흡수체

붕소 차폐는 중성자 [105]포획을 위한 높은 단면을 이용하여 원자로를 위한 제어장치로 사용된다.

가압수형 원자로에서 냉각수의 붕산 농도는 연료의 가변 반응성을 보상하기 위해 중성자 독극물로 사용된다.새로운 로드를 삽입하면 붕산 농도는 최대가 되고 [106]수명 동안 감소합니다.

기타 비의료적 용도

트리에틸보란 점화기를 이용한 아폴로 15호 새턴 V 로켓 발사

의약품 및 생물학적 응용 프로그램

붕산은 방부, 항진균, 항바이러스 성질을 가지고 있으며, 이러한 이유로 수영장 [116]수처리 시 물 정화제로 사용된다.붕산의 순한 용액은 안구 소독제로 사용되어 왔다.

Bortezomib(Belcade 및 Cytomib로 판매).붕소는 골수종과 림프종의 치료를 위해 프로테아좀 억제제라고 불리는 새로운 종류의 약물인 유기 의약품 보르테조미브에서 활성 성분으로 나타난다.보르테조미브의 붕소 원자는 26S 프로테아좀의[117] 촉매 부위를 높은 친화력과 특이성으로 결합시킨다.

  • 붕소-10을 사용하는 다수의 잠재적 붕소화 약물은 붕소 중성자 포획 요법(BNCT)[118]에 사용하기 위해 준비되었다.
  • 일부 붕소화합물은 관절염 치료에 유망하지만 아직까지 일반적으로 승인된 [119]붕소화합물은 없다.

타바보롤(Kerydin)은 발톱 곰팡이 치료에 사용되는 아미노아실 tRNA 합성효소 억제제이다.2014년 [120]7월에 FDA의 승인을 받았습니다.

다이옥사보란 화학은 항체 또는 적혈구의 방사성 불소(18F) 표기를 가능하게 하며, 이는 각각 암과 [122]출혈의[121] 양전자 방출 단층촬영(PET)을 가능하게 한다.AHuman-Derived, 유전, Positron-emitting과 형광(HD-GPF)기자 시스템이다. 인간 단백질, PSMA과non-immunogenic, 그리고 이중 양식 PET과 게놈의 형광 영상 세포 수정 예제 및 형광(붕소 18F를 묶었다)positron-emitting 있는 작은 분자는 전체 쥐에 암, CRISPR/Cas9, 또는 CAR 위하여 T세포를 사용하고 있다.[123]PSMA를 대상으로 한 이중모달리티 소분자를 인체에서 테스트한 결과 원발성 및 전이성 전립선암의 위치, 형광에 의한 암 제거, 조직 [124]가장자리의 단일 암세포를 검출했다.

연구 분야

이붕화마그네슘은 39K의 전이온도를 가진 중요한 초전도물질이다.MgB2 와이어는 관내 분말 공정에 의해 제조되어 초전도 [125][126]자석에 응용된다.

니켈-크롬 브레이징 [127]합금의 녹는점 강하제로 비정질 붕소를 사용한다.

육각형 질화 붕소는 원자적으로 얇은 층을 형성하며, 그래핀 [128][129]소자에서 전자 이동성을 향상시키는데 사용되어 왔습니다.또한 바람직한 [130]특성 목록 중 고강도, 고화학 안정성, 고열 전도성을 가진 나노튜브 구조(BNNT)를 형성한다.

생물학적 역할

다음 항목도 참조하십시오.붕소결핍증(식물장애)

붕소는 주로 세포벽의 무결성을 유지하기 위해 필요한 필수 식물 영양소입니다.그러나 1.0ppm 이상의 높은 토양 농도는 잎의 한계와 끝의 괴사를 초래할 뿐 아니라 전반적인 성장 성능 저하를 초래한다.토양에서 붕소에 특히 민감한 식물에서 0.8ppm의 낮은 수치는 이와 같은 증상을 일으킨다.토양 붕소에 어느 정도 내성이 있는 식물이라도 거의 모든 식물은 토양 붕소 함량이 1.8ppm 이상일 때 붕소 독성 증상을 보인다.이 함량이 2.0ppm을 초과하면 잘 작동하는 플랜트는 거의 없고 일부 플랜트는 [131][132][133]살아남지 못할 수 있습니다.

붕소가 인간을 포함한 동물들에게 몇 가지 중요한 역할을 한다고 생각되지만, 정확한 생리적 역할은 [134][135]잘 알려져 있지 않다.1987년에 발표된 폐경 후 여성들에 대한 소규모 인체 실험은 처음에 붕소가 결핍된 후 하루에 3mg으로 보충되었다고 보고되었다.붕소 보충제는 뇨중 칼슘 배설을 현저하게 감소시키고 17 베타 에스트라디올과 테스토스테론의 [136]혈청 농도를 증가시켰다.

미국 의학 연구소는 붕소가 인간에게 필수적인 영양소라는 것을 확인하지 않았기 때문에 권장 식사 허용량(RDA)과 적절한 섭취량도 정해지지 않았다.성인의 식사 섭취량은 약 90%가 흡수되어 하루 0.9~1.4mg으로 추정된다.흡수된 것은 대부분 소변으로 배출된다.성인의 허용 상한 섭취량은 20mg/[137]일입니다.

2013년에는 붕소와 몰리브덴이 약 30억 년 전 [138]운석을 통해 생명체가 지구로 운반되면서 화성에서 RNA 생산을 촉진시켰을 가능성이 있다는 가설이 나왔다.

붕소가 함유된 몇 가지 [139]알려진 천연 항생제가 있다.첫번째로 발견된 것은 스트렙토미세스에서 [140][141]분리된 보로마이신이었다.

선천성 내피디스트로피 타입 2는 희귀한 각막디스트로피의 형태이며,[142] 붕소의 세포내 농도를 조절하는 것으로 알려진 트랜스포터를 코드하는 SLC4A11 유전자의 돌연변이와 관련된다.

분석 정량화

식품 또는 재료 중 붕소 함량을 측정하기 위해 비색 커큐민법을 사용한다.붕소를 붕산 또는 붕산염으로 변환하고, 산성용액 중 커큐민과 반응하여 붉은색 붕소첼레이트 착체인 로소시아닌을 [143]형성한다.

건강 문제 및 독성

붕소
위험 요소
GHS [144]라벨링:
GHS07: Exclamation mark
경고
H302, H412
P264, , , , ,
NFPA 704(파이어 다이아몬드)

원소 붕소, 산화 붕소, 붕산, 붕산 및 많은 유기 붕소 화합물은 인간과 동물에게 상대적으로 독성이 없다.동물의 LD(사망률이 50%인 선량)는50 체중 1kg당 약 6g이다.LD가50 2g/kg 이상인 물질은 무독성으로 간주됩니다.붕산 섭취량은 사고 없이 4g/일 보고되었지만, 몇 가지 용량 이상에서 독성 물질로 간주되었다.하루에 0.5그램 이상의 양을 50일 동안 섭취하면 약간의 소화 및 [146]독성을 나타내는 다른 문제들을 일으킨다.붕소의 식이 보충은 뼈 성장, 상처 치유, 항산화 [147]활동에 도움이 될 수 있고, 식단에 붕소의 양이 부족하면 붕소 결핍을 초래할 수 있습니다.

중성자 포획 치료를 위해 붕산 20g의 단일 의료 선량이 과도한 독성 없이 사용되었다.

붕산은 포유동물보다 곤충에게 더 독성이 있고,[100] 살충제로 일상적으로 사용된다.

붕소(붕소수소화합물)와 유사한 가스화합물은 상당히 독성이 있다.평소처럼 붕소는 본질적으로 독성이 있는 원소는 아니지만 이러한 화합물의 독성은 구조에 따라 달라집니다(이 현상의 또 다른 예는 포스핀 [15][16]참조).또한 보란은 인화성이 매우 높으며 취급 시 각별한 주의가 필요합니다. 일부 보란과 다른 화합물의 조합은 폭발성이 매우 높습니다.수소화붕소나트륨은 환원성과 산과의 접촉 시 수소가 방출되기 때문에 화재 위험이 있습니다.할로겐화붕소는 [148]부식성이 있다.

장미 잎에 있는 붕소 독성.

붕소는 식물의 성장에 필요하지만, 과도한 붕소는 식물에게 유독하며, 특히 산성 [149][150]토양에서 발생합니다.그것은 가장 오래된 잎의 끝과 보리 잎의 검은 반점의 안쪽에서 노란색으로 나타나지만,[151] 다른 식물의 마그네슘 결핍과 같은 다른 스트레스와 혼동될 수 있습니다.

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