原子の地図帳 / 第2周期・半金属

ホウ素(Boron, B)

ホウ素は原子番号5の半金属元素で、黒色の結晶と非晶質の二形態があります。炭素と同様に共有結合性が強く、ダイヤモンド並みの硬度を持つ結晶も知られています。

5 常温: 固体
B
Boron
原子量: 10.81

基本データ

原子番号
5
元素記号
B
元素名(日本語)
ホウ素
元素名(英語)
Boron
分類
半金属
周期 / 族
第2周期 / 13族
標準状態
固体
標準原子量
10.81
電子配置
[He] 2s2 2p1
電気陰性度(Pauling)
2.04
主な酸化数
+3

注: 物性値は温度・圧力・同位体組成などにより変化します。代表的な学習用の値を掲載しています。

電子配置(ボーアモデル)

K L B

電子配置式

[He] 2s2 2p1

電子殻電子数
K(2e⁻まで)2個
L(6e⁻まで)3個

概要

ホウ素は金属と非金属の境界に位置する半金属で、非常に硬く融点も高い性質を持ちます。地殻中での存在量は少ないものの、ホウ砂やホウ酸として鉱床に濃縮されており、ガラスやセラミックスの原料として古くから利用されています。

発見の歴史

1808年、イギリスのハンフリー・デービーとフランスのジョゼフ・ルイ・ゲイ=リュサック・ルイ・テナールがそれぞれ独立にホウ酸から単離しました。名前はアラビア語でホウ砂を意味する「buraq」に由来します。

主な用途・特徴

  • ホウ酸塩ガラス(パイレックス等)
  • 半導体のドーパント
  • 高純度ホウ素繊維(複合材料強化)
  • 農業・消毒用ホウ酸

耐熱ガラスや半導体のドーパントなど、少量で材料の性質を大きく変える「添加元素」としての役割が重要です。

安全性・取扱い

単体は比較的安定ですが、化合物のホウ酸は眼や皮膚への刺激性があるため大量摂取や長期接触は避ける必要があります。

学習のポイント

電子不足化合物(オクテット則から外れる例)として、BF₃などの構造を学ぶ際の代表的な例外元素です。

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