250px|vignette|Cristaux de borax, un composé du bore. Le bore est l'élément chimique de numéro atomique 5, de symbole « B ». C'est la tête de file du groupe 13 du tableau périodique.
Le bore fait partie, avec le lithium et le béryllium, des quelques éléments légers absents des principaux processus de nucléosynthèse (nucléosynthèse primordiale et nucléosynthèse stellaire). La présence du bore, en faible abondance, dans l'espace est imputable à la spallation cosmique (bombardement interstellaire d'éléments plus lourds par les rayons cosmiques). Il est plutôt rare dans la croûte terrestre et le Système solaire, mais plus abondant à la surface de la Terre, sous forme de borates (principalement de boraxUne des raisons de l'importance relative du borax serait le fait de la solubilité élevée de nombreux borates.), et dans les océans sous forme d'acide borique. Il constitue environ 0,001 % de la croûte terrestre, soit en moyenne (en particulier dans les basaltes).
Le bore est un métalloïde trivalent. Accepteur d'électrons, il présente une chimie covalente très richeLes autres éléments du groupe, à savoir l'aluminium Al, le gallium Ga, l'indium In et le thallium Tl ont un comportement chimique de plus en plus métallique, avec des manifestations de plus en plus basiques et des liaisons de plus en plus fortement ioniques.. Le bore présente un grand intérêt tant pour la variété de ses composés, pour les progrès qu'il a rendu possibles dans la compréhension de la liaison chimique, que pour son importance industrielle et technologique. Il est utilisé essentiellement sous forme de perborate de sodium dans les lessives et les détergents, ainsi que sous forme de borax dans les matériaux en fibres de verre.
Découverte Les composés du bore (arabe بورق - buraq, persan burah « brillant ») sont connus depuis des milliers d'années. Dans l'Égypte antique, le procédé de momification dépendait du natron, un minerai contenant en impuretés des borates ainsi que d'autres sels plus communs. Il est connu par les métallurgistes et céramistes depuis la plus haute Antiquité. Les Chinois se servaient d'une glaise à haute teneur en borax au moins depuis −300 et .
Cet élément ne fut isolé qu'en 1808 par Sir Humphry Davy, Gay-Lussac et le baron Louis Jacques Thénard, qui obtinrent une pureté de 50 %. Ils n'identifièrent toutefois pas la substance comme un élément; ce fut fait par Jöns Jacob Berzelius en 1824. Henri Moissan livra les premiers échantillons purifiés et le premier échantillon de bore pur fut obtenu, à partir de sesquioxyde de bore, par le chimiste américain Ezekiel Weintraub en 1909.
Propriétés nucléaires Isotopes
Le bore possède quatorze isotopes connus, avec un nombre de masse variant entre 6 et 19. Seuls B et B sont stables et naturellement présents dans la nature, le second représentant 80 % du bore naturel. Les radioisotopes du bore sont très instables : la demi-vie la plus longue, celle de B, n'est que de . Ils se désintègrent en isotopes de l'hélium pour les isotopes plus légers que les isotopes stables (via des isotopes du béryllium pour certains), en isotopes du carbone pour les plus lourds. Son analyse isotopique peut être utile pour tracer les origines de certains composés anthropiques du boreVengosh A. (1998), The isotopic composition of anthropogenic boron and its potential impact on the environment, Biol. Trace Elem. Res., hiver, 66(1-3):145-51..
Masse atomique Le bore naturel est composé de ses deux isotopes stables, 10B et 11B. La variabilité de leurs concentrations respectives, en particulier entre les borates de Californie (pauvres en 10B) et ceux de Turquie (riches en 10B), empêche la détermination de la masse atomique du bore à une précision meilleure que 10,81 Greenwood, N.N. and Earnshaw, A. (1984). Chemistry of the elements. Pergamon Press, Oxford, p. 160. .
En outre, le bore 10 a été utilisé dans les années 1950 comme standard de section efficace neutronique du fait de la large valeur () de la section efficace de 10B dans la réaction nucléaire 10B + n → 4He + 7Li. Ainsi, comme pour le lithium appauvri en 6Li pour d'autres raisons, des quantités non négligeables de bore appauvri en 10B remis dans le circuit commercial contribuent également à la basse précision de la détermination de la masse atomique du bore..
Corps simple Le corps simple bore existe deux variétés allotropiques principales : le bore amorphe est une poudre brune, tandis que le bore cristallin est noir. Le bore cristallin est dur et présente une faible conductivité électrique à température ambiante.
Le bore est transparent à la lumière infrarouge. À température ambiante, c'est un mauvais conducteur électrique mais un bon conducteur à température élevée.
Le bore possède la résistance à la traction .
Le bore présente également, à haute pression (plus de , ou ), la faculté de former un cristal ionique à lui seul, alors que d’ordinaire un tel cristal est constitué d’au moins deux types d’atomes différents. Cette propriété s’explique par le fait que, sous l’effet de la pression, les atomes de bore s’assemblent en deux types d’amas aux caractéristiques ioniques différentes, l’un se comportant comme un cation et l’autre comme un anion, permettant ainsi la formation d’un cristal ionique..
Propriétés chimiques vignette|Granules de bore élémentairePhotographie prise au Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya (à Terrassa, Espagne) en 2009..
Le bore est le seul élément non métallique de sa colonne (groupe) du tableau périodique. À ce titre, ses propriétés chimiques diffèrent de celles de l'aluminium, du gallium, de l'indium et du thallium. Ainsi, il ne présente pas de chimie ionique en solution aqueuse. Le bore possède une orbitale-p presque vide (un seul électron sur les six pouvant occuper cette sous-couche). Trivalent (susceptible de former trois liaisons covalentes), il est utilisé en électronique comme dopant de type p (accepteur d'électrons / riche en trous) pour le silicium (tétravalent). Les composés du bore se comportent souvent comme des acides de Lewis, se liant aisément avec des espèces riches en électrons afin de combler son déficit électronique.
Le nitrure de bore cubique peut être employé pour faire des matériaux aussi durs que le diamant. Le nitrure agit également en tant qu'isolant électrique, mais conduit la chaleur comme un métal. Le nitrure de bore hexagonal a des qualités lubrifiantes semblables à celles du graphite. Le bore ressemble également au carbone car il a la possibilité de former des réseaux moléculaires stables par liaisons covalentes.
Le bore est présent dans les lessives, ce qui en fait un traceur de pollution urbaine dans les réseaux d'assainissement. On le détecte dans l'eau grâce à la curcumine, avec laquelle il forme le rouge de rosocyanine..
Curieusement, le bore n'entre dans la composition que d'une seule molécule ayant un rôle biologique connu, l'auto-inducteur 2 ou AI-2, découvert en 1994 par Bonnie L. Bassler, un agent qui permet à des bactéries de communiquer entre elles pour évaluer leur nombre et de ne déclencher certaines actions (comme la luminescence) que si elles sont relativement nombreuses. Cette molécule est un sucre qui enserre un atome de bore.
Applications Le composé du bore ayant la plus grande importance économique est le borax ou tétraborate de sodium , qui est notamment utilisé pour la fabrication de fibre de verre isolante et comme agent de blanchiment. Pour la couleur verte qu'il donne dans la flamme, le bore « amorphe » est utilisé dans les effets pyrotechniques. L'acide borique est un composé important de certains produits textiles. L'acide borique et ses sels ont été très utilisés en médecine comme médicaments biocides, mais ils sont peu à peu remplacés par d'autres produits plus sûrs. Locatelli C., Minoia C., Tonini M. et Manzo L.G. (1987), , Ital. Med. Lav., mai-juillet 1987, 9(3-4):141-6 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3334378 résumé]).. Conservateur alimentaire : après avoir constaté au qu'un mélange de trois parties d'acide borique et d'une partie de borax semblait faire un conservateur très efficace pour le lait, le beurre ou des produits carnés, il a été utilisé par certains industriels comme conservateur alimentaire jusqu'à ce que des empoisonnements mortels ou graves (par surdosage ou consommation accidentelle) ont fait reculer ces pratiques et les ont fait interdire aux États-Unis, en France, Allemagne, Pays-Bas, Italie et Espagne, puis plus tardivement en Grande-Bretagne (un peu avant 1928, après une enquête prolongée sur différentes méthodes de conservation des aliments). Le lait traité au bore (Boricized milk) avait notamment provoqué des troubles intestinaux graves chez les nourrissonsWilliam D. McNally (1928), The distribution of boric acid in human organs in six deaths due to boric acid epoisoning M.D.; C. A. RUST, M.S. JAMA. 1928-02-04 ; 90, , .. Des composés du bore sont utilisés en synthèse organique et pour produire des verres borosilicatés tels que le Pyrex. Certains sels de bore ont longtemps été utilisés comme pesticides, insecticides et fongicide pour le bois, par exemple sous forme de polyborate contre les termites et d'autres insectes xylophages, contre les champignons xylophages, présentant l'intérêt de spontanément bien pénétrer dans le bois, mais l'inconvénient de mal s'y fixer (il est très soluble) et sa durée de vie ou d'efficacité n'est pas connueMahapatro, G. K., Debajyoti, C. et Gautam, R. D. (2017), Indian Indigenous Traditional Knowledge (ITK) on termites: Eco-friendly approaches to sustainable management. ; ainsi que comme anti-puce ; ovicideMarchiondo AA, Riner JL, Sonenshine DE, Rowe KF, Slusser JH. (1990), Ovicidal and larvicidal modes of action of fenoxycarb against the cat flea (Siphonaptera: Pulicidae) ; J. Med. Entomol., septembre 1990 ; 27(5):913-21 (résumé). et larvicideHinkle NC, Koehler PG, Patterson RS (1995), Larvicidal effects of boric acid and disodium octaborate tetrahydrate to cat fleas (Siphonaptera: Pulicidae), J. Med. Entomol., juillet 1995, 32(4):424-7 (résumé).Klotz JH, Moss JI, Zhao R, Davis LR , Patterson RS. (1994), Oral toxicity of boric acid and other boron compounds to immature cat fleas (Siphonaptera: Pulicidae), J. Econ. Entomol., décembre 1994 ; 87(6):1534-6.. Des sels de bore ou de l'acide borique ont aussi été utilisés comme fongicide et ignifugeant pour le bois, puis pour la ouate de cellulose avec l'avantage supposé de présenter une faible toxicité pour l'humain. Mais, outre une écotoxicité à terme (toxicité pour les arthropodes notamment), on a montré que les sels de bore étaient toxiques pour les mammifères (réduction du poids fœtal, malformations du squelette et de viscères, chez le rat, la souris et le lapin (2010), Annex 1 to the opinion on new scientific evidence on the use of boric acid and borates in photographic applications by consumers, Background Document (adopté 2010-04-29, consulté 2013-07-04) ; Committee for Risk Assessment RAC) et a priori pour le développement fœtal humain. Sur cette base notamment, le , l'acide borique et ses sels ont été classés « Reprotoxique de catégorie 2 » à l'annexe de la de la directive 67/548Ineris () présentation de la Directive /548/CEE du 27/06/67 concernant le rapprochement des dispositions législatives, réglementaires et administratives relatives à la classification, l'emballage et l'étiquetage des substances dangereuses (ou voir EurLexComité de coordination de toxicocovigilance (2009), Acide borique ; Analyse des cas d'intoxication rapportés aux CAPTV entre 2000 et 2007, Groupe de travail « Médicament » du Comité ; juin 2009 ; ..