붕소


붕소 硼素
Boron[1]
원자번호5기호B
분류준금속상태고체
원자량10.81밀도2.08 g/cm3
녹는점2076 °C끓는점3927 °C
용융열50.2 kJ/mol증발열508 kJ/mol
원자가3이온화에너지800.6, 2427.1, 3659.7 kJ/mol
전기음성도2.04전자친화도26.7 kJ/mol
발견J. L. Gay-Lussac, L. J. Thénard (1808)
CAS 등록번호7440-42-8
주기표|<:>족→
주기↓
123456789101112131415161718
1HHe
2LiBeBCNOFNe
3NaMgAlSiPSClAr
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
7FrRaRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr
범례
원소 분류 (배경색)
알칼리 금속알칼리 토금속란타넘족악티늄족전이 금속전이후 금속
준금속비금속할로젠비활성 기체미분류
상온(298K(25°C), 1기압 )원소 상태 (글자색)
고체 액체 기체 미분류
이탤릭체 : 자연계에 없는 인공원소 또는 극미량으로 존재하는 원소

{{틀:주기율표/설명문서}}파일:Attachment/B-usage.jpg

파일:Boongso.jpg

주기율표 13족에 속하는 준금속원소로서 1807년 영국의 H.데이비가 붕산을 전기분해하여 홑원소물질로서 처음으로 추출하였다. 기호는 B. 당연히 붕소의 비읍 때문에 B인건 아니다. 붕소는 붕사에서 얻어진 붕산을 분리해서 생긴 원소이다. 검은색 고체로 아주 단단하며 단일원소 중에서는 다이아몬드 다음으로 단단하다. 순수한 붕소는 별로 이용되지 않지만, 화합물은 주변에서 자주 활용된다.

예를 들어 파이렉스 글래스라는 내화유리는 산화붕소가 포함되어 있다. 보통의 유리는 열팽창률이 크기 때문에 열을 받으면 유리가 깨지기 쉽게 된다. 하지만 유리에 산화붕소를 첨가하면 열팽창률이 낮아져 깨지기 어렵게 되고 내구성이 늘어난다. 그밖에, 탄소와의 화합물인 탄화붕소는 단단함을 살려서 합금의 첨가제로 사용되며, 수소와의 화합물인 보란은 원자량에 비해 열량이 높은 편이라 로켓의 연료로 사용된다. 또한 제철 분야에서는 철과의 합급인 페로붕소로서 탈산제 등으로 이용된다.

붕산은 살균력이 있어서 바셀린과 비슷한 용도로 쓰이는 붕산 연고라는 것도 있다. (코가 헐어서 이비인후과 가면 면봉으로 찍어서 바르라고 주는 그거.) 또 곤충류는 붕소를 배설하지 못해 독이 되는데 포유류에게는 독성이 없으므로 붕산은 바퀴벌레개미등의 곤충을 퇴치하는 살충제로도 활용되고 있다. 자세한 용법은 붕산 항목 참조.

원자력 분야에서도 붕소는 여러가지 용도를 가진다. 자연상태에서는 20%의 붕소-10과 80%의 붕소-11의 두 동위원소로 산출된다. 이 중 붕소-10은 중성자 흡수능력이 크기 때문에 원자로 안의 중성자흡수 제어봉의 주재료로 사용된다. 또, 붕소를 첨가한 합금도 열중성자의 차폐재로서 이용된다. 이처럼 붕소는 화합물로서 여러가지 다양한 용도가 있어서 생활에 빼놓을 수 없는 친근한 원소인 것이다.

비정질 붕소의 단체를 섬유상으로 뽑은 보론 파이버 (보론 필라멘트)는 탄소보다 가벼우면서도 강성과 탄성이 매우 높다. 그래서 테이프 형태로 만들거나 복합재료수지의 강성재료로 쓰여 테니스 라켓, 골프채나 낚시대 등 각종 스포츠 용구나 고강성 기계재료로 널리 쓰인다.

붕소와 탄소의 화합물인 보론카바이드(B4C) 나 질화보론(BN)의 결정은 다이어몬드 못지않게 엄청나게 강하고 높은 열과 마찰에도 타거나 마모되지 않기 때문에 강한 기계적 재료로 널리 쓰인다. 가는 가루는 연마재로 많이 쓰이고 절삭공구의 끝에 안티몬 등을 접착제로 보론카바이드의 굵은 가루를 붙여쓰기도 하고 탱크 무장이나 방탄복의 방호재료로도 쓰일 정도로 강하다. 다른 복합재료의 강도과 내마모성을 책임지는 성분으로도 널리 쓰인다. 이론적으로 질화붕소다이아몬드의 강도를 넘는다고 한다. 경도의 경우는 다이아몬드보다는 조금 떨어지지만, 다이아몬드에 비해 열에 매우 강하다는 장점이 있다.

붕소와 수소화합물인 보레인류를 함유한 제트유는 일반 제트유보다 에너지가 훨씬 높은 Zip 연료로 XB-70 발키리 같은 초음속 폭격기나 로켓의 연료로 쓰이기도 했다.

여담으로 탄화붕소 가루를 엔진에 넣으면 탄화붕소가 피스톤을 전부 회복불능으로 갈아버리기 때문에 엔진이 한 방에 죽어버린다. 설탕보다도 더더욱 확실하게 조진다. 때문에 비밀요원들이 사용하기도 한 물질이다.

최외각전자가 단 3개라 모든 오비탈이 공유결합을 형성해도 오비탈이 하나가 남기 때문에 물리화학적으로도 매우 특이한 성질을 갖는다. (대표적으로 결합각이 정확히 120도의 정삼각형인 BH3.) 물리화학 전공자들의 상세한 추가바람.
  1. 붕사(borax)의 아랍어 boraq에서 유래하였다.