Բոր (քիմիական տարր): Բորի տարր. Բորի հատկությունները. Բորի կիրառում

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Բոր- Պարբերական աղյուսակի հինգերորդ տարրը: Նշումը - B լատիներեն «borum» բառից: Գտնվում է երկրորդ շրջանում, IIIA խումբ. Վերաբերում է ոչ մետաղներին։ Միջուկային լիցքը 5 է։

Բորը բնության մեջ համեմատաբար հազվադեպ է. ընդհանուր բովանդակություն երկրի ընդերքըկազմում է մոտ 10 -3% (զանգված)։

Բորի հիմնական բնական միացությունները ներառում են բորի թթու H 3 BO 3 և բորային թթուների աղեր, որոնցից ամենահայտնին Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O բորակն է:

Նորմալ պայմաններում բորը մուգ մոխրագույն գույնի բյուրեղային կառուցվածքով (ռոմբոեդրային համակարգ) նյութ է (նկ. 1)։ Այն հրակայուն է (հալման ջերմաստիճանը 2075 o C, եռման ջերմաստիճանը 3700 o C), դիամագնիսական է, ունի կիսահաղորդչային հատկություններ։

Բրինձ. 1. Բոր. Արտաքին տեսք.

Բորի ատոմային և մոլեկուլային զանգված

Հարաբերական մոլեկուլային քաշը M rմոլեկուլի մոլային զանգվածն է, որը բաժանվում է ածխածնի-12 ատոմի մոլային զանգվածի 1/12-ի (12 C): Սա չափազուրկ մեծություն է:

Հարաբերական ատոմային զանգված A rնյութի ատոմի մոլային զանգվածն է, որը բաժանվում է ածխածնի 12 ատոմի մոլային զանգվածի 1/12-ով (12 C):

Քանի որ ազատ վիճակում բորը գոյություն ունի միատոմ B մոլեկուլների տեսքով, նրա ատոմային և մոլեկուլային զանգվածների արժեքները համընկնում են: Նրանք հավասար են 10.806-ի։

Բորի ալոտրոպիա և ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ

Բորին բնորոշ է ալոտրոպիայի դրսևորումը, այսինքն. գոյությունը մի քանի պարզ նյութերի տեսքով, որոնք կոչվում են ալոտրոպ (ալոտրոպ) փոփոխություններ: Նախ, բորը գոյություն ունի ագրեգացման երկու վիճակում՝ բյուրեղային (գունավոր մոխրագույն) և ամորֆ (գունավոր մոխրագույն): սպիտակ) Երկրորդ, բյուրեղային տեսքով բորն ունի ավելի քան 10 ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ։ Օրինակ, բորի ատոմները կարելի է միավորել B 12 խմբերի մեջ, որոնք ունեն իկոսաեդրոնի ձև՝ քսաննետրոն (նկ. 2):

Բրինձ. 2. Բորի ատոմների իկոսաեդրային խմբավորում B 12.

Այս B12 icosahedra-ները, իրենց հերթին, կարող են տեղակայվել միմյանց համեմատ բյուրեղում տարբեր ձևերով.

Բորի իզոտոպներ

Բնության մեջ բորը գոյություն ունի երկու կայուն իզոտոպների՝ 10 B (19,8%) և 11 B (80,2%) տեսքով։ Նրանց զանգվածային թիվը համապատասխանաբար 10 և 11 է։ Բորի 10 B իզոտոպի ատոմի միջուկը պարունակում է հինգ պրոտոն և հինգ նեյտրոն, իսկ 11 B իզոտոպը՝ նույնքան պրոտոն և չորս նեյտրոն։

Գոյություն ունեն բորի տասներկու արհեստական ​​(ռադիոակտիվ) իզոտոպներ՝ 5-ից 17 զանգվածային թվերով, որոնցից ամենակայունը 8 B-ն է՝ 0,77 վրկ կիսամյակ։

Բորի իոններ

Բորի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակում կան երեք էլեկտրոններ, որոնք վալենտ են.

1s 2 2s 2 2p 1.

Քիմիական փոխազդեցության արդյունքում բորը կարող է կորցնել իր վալենտային էլեկտրոնները, այսինքն. լինել նրանց դոնոր և վերածվել դրական լիցքավորված իոնի (B 3+) կամ ընդունել էլեկտրոններ մեկ այլ ատոմից, այսինքն. լինել դրանց ընդունող և վերածվել բացասական լիցքավորված իոնի (B 3-).

B 0 -3e → B 3+;

B 0 +3e → B 3- .

Բորի մոլեկուլ և ատոմ

Ազատ վիճակում բորը գոյություն ունի միատոմ B մոլեկուլների տեսքով. Ներկայացնենք բորի ատոմը և մոլեկուլը բնութագրող մի քանի հատկություններ.

Բորի համաձուլվածքներ

Մետաղագործության մեջ բորն օգտագործվում է որպես պողպատի և որոշ գունավոր համաձուլվածքների հավելում։ Շատ փոքր քանակությամբ բորի ավելացումը նվազեցնում է հատիկի չափը, ինչը հանգեցնում է համաձուլվածքների մեխանիկական հատկությունների բարելավմանը: Օգտագործվում է նաև պողպատե արտադրատեսակների մակերևութային հագեցվածությունը բորով` բորինգ, ինչը մեծացնում է կարծրությունը և կոռոզիային դիմադրությունը:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Գտե՛ք բորի միացության բանաձևը ջրածնի (բորանի) հետ, որն ունի տոկոս զանգվածային բաժիններով բաղադրություն՝ բոր՝ 78,2; ջրածին – 21,8։ Եթե ​​այս գազի 1 սմ 3 զանգվածը հավասար է 1 սմ 3 ազոտի զանգվածին.
Լուծում	X տարրի զանգվածային բաժինը NX բաղադրության մոլեկուլում հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով. ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Միացության մեջ ներառված տարրերի մոլերի թիվը նշանակենք «x» (բոր), «y» (ջրածին): Այնուհետև մոլային հարաբերակցությունը կունենա հետևյալ տեսքը (D.I. Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակից վերցված հարաբերական ատոմային զանգվածների արժեքները կլորացվում են ամբողջ թվերի). x:y = ω(B)/Ar(B) :ω(H)/Ar(H); x:y= 78.2/11: 21.8/1; x:y = 7.12: 21.8 = 1: 3: Սա նշանակում է, որ ջրածնի (բորանի) հետ բորի միացության ամենապարզ բանաձևը կլինի BH 3 և 14 գ/մոլ մոլային զանգված: Ըստ խնդրի պայմանների. m(N 2) = M(N 2) × V(N 2) / V m = 28 × 1 / 22.4 = 1.25 գ: m (B x H y) = M (B x H y) × V (B x H y) / V m = M (B x H y) × 1 / 22.4. m(N 2) = m(B x H y) = M(B x H y) × 1 / 22.4; M(B x H y) = m(N 2) × 22.4 = 1.25 × 22.4 = 28 գ/մոլ: Նյութի իրական բանաձևը գտնելու համար մենք գտնում ենք ստացված մոլային զանգվածների հարաբերակցությունը. M(B x H y) / M(BH 3) = 28 / 12 = 2: Սա նշանակում է, որ բորի և ջրածնի ատոմների ինդեքսները պետք է լինեն 2 անգամ ավելի, այսինքն. բորի բանաձեւը կլինի B 2 H 6 :
Պատասխանել	B2H6

ԲՈՐ ( քիմիական տարր) BOR (քիմիական տարր)

BOR (լատ. Borum), B (կարդալ բոր), քիմիական տարր՝ 5 ատոմային համարով, ատոմային զանգվածը՝ 10,811։ Բնական բորը բաղկացած է երկու կայուն նուկլիդներից (սմ.ՆՈՒԿԼԻԴ) 10 B (19.57%) և 11 B. Բորը գտնվում է IIIA խմբում երկրորդ շրջանում: 1-ին շերտի էլեկտրոնային թաղանթի կոնֆիգուրացիա ս 2 2 ս 2 1 . Չեզոք բորի ատոմի շառավիղը 0,088-0,097 նմ է, B 3+ իոնի շառավիղը՝ 0,025 նմ։ Ըստ Պաուլինգի սանդղակի՝ էլեկտրաբացասականություն (սմ.ԷԼԵԿՏՐԱբացասականություն)բորը 2,04 է։ Բորի համար առավել բնորոշ է միացությունների առաջացումը +3 (վալենտություն III) օքսիդացման վիճակում։ Բորը հազվադեպ է բացասական օքսիդացման վիճակներ է ցուցաբերում, իսկ մետաղների հետ հաճախ ձևավորում է ոչ ստոյխիոմետրիկ միացություններ՝ բորիդներ։ (սմ.ԲՈՐԻԴՍ).
Հայտնաբերման պատմություն
Հնագույն ժամանակներից բոր պարունակող բորակը օգտագործվել է ոսկերչության մեջ։ (սմ.ԲՈՐԱ), որը հայտնի է միջնադարյան ալքիմիկոսներին արաբական բուրագ անունով և լատիներեն Բորաքս անունով։ Բորակն օգտագործվում էր որպես հոսք՝ ոսկու և արծաթի զոդման համար, ջնարակին և ապակին հալվածություն հաղորդելու համար: 18-րդ դարի սկզբին բորակից ստացվեց մի նյութ, որը հետագայում հայտնի դարձավ որպես բորաթթու։ 1808 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս L. J. Gay-Lussac (սմ. GAY LUSSAC Ջոզեֆ Լուի) and L. Tenard (սմ. TENAR Լուի Ժակ)եւ 9 օր ուշացած անգլիացի քիմիկոս Գ.Դեյվին (սմ.Դեյվի Համֆրի)հայտնել է տարերքի հայտնաբերման մասին։ (սմ.Նրանք այն ստացել են բորաթթուն կալիումի մետաղով կալցինացնելովԿալիում)
, որը վերջերս հայտնաբերել է Դեյվին։ Ֆրանսիացի քիմիկոսները տարրին տվել են բոր անվանումը, իսկ Դեյվին՝ բոր (լատիներեն՝ Boron), վերջինս պահպանվել է անգլերենում։
Բնության մեջ լինելը (սմ.Բորը բնության մեջ ազատ ձևով չի հանդիպում։ Ամենակարևոր հանքանյութերը՝ բորակ - Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, նատրիումի տետրաբորատ, կերնիտ - Na 2 B 4 O 7 4H 2 O և այլ բնական բորատներԲՆԱԿԱՆ ԲՈՐԱՏՆԵՐ) (սմ., սասոլին (բորային թթուԲՈՐԱԿԱՆ ԹԹՈՒՆԵՐ) ) - Հ 3 ԲՈ 3։ Բորի միացությունները (բորատներ, բորոսիլիկատներ, բորամոսիլիկատներ) հաճախ հանդիպում են փոքր կոնցենտրացիաներով հրաբխային ևնստվածքային ապարներ
. Առկա է լճերի (հատկապես դառը) և ծովերի ջրերում։ Բորի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 1·10–3% զանգվածով (28-րդ տեղ), օվկիանոսի ջրում՝ 4,41·10–4% (4,4 մգ/լ)։
Արդյունաբերության մեջ բորակը ստանում են բնական բորատներից՝ միաձուլվելով սոդայի հետ։ Երբ բնական բորի միներալները մշակվում են ծծմբաթթվով, առաջանում է բորի թթու: B 2 O 3 օքսիդը ստացվում է բորային թթվից H 3 BO 3 կալցինացիայի միջոցով, այնուհետև այն կամ բորակը ակտիվ մետաղներով (մագնեզիում կամ նատրիում) վերածվում է ազատ բորի.
B 2 O 3 + 3Mg = 3MgO + 2B,
2Na 2 B 4 O 7 + 3Na = B + 7NaBO 2:
Այս դեպքում ամորֆ բորն առաջանում է գորշ փոշու տեսքով։ Բարձր մաքրության բյուրեղային բորը կարելի է ստանալ վերաբյուրեղացման միջոցով, բայց արդյունաբերության մեջ այն ավելի հաճախ ստացվում է հալած ֆտորոբորատների էլեկտրոլիզով կամ բորի բրոմի գոլորշի BBr 3 ջերմային տարրալուծմամբ 1000-1500 °C ջեռուցվող տանտալային մետաղալարի վրա ջրածնի առկայության դեպքում.
2BBr 3 + 3H 2 = 2B + 6HBr
Հնարավոր է նաև օգտագործել բորոհիդրիդների կրեկինգ.
B 4 H 10 = 4B + 5H 2.
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Շատերի համար ֆիզիկական և քիմիական հատկություններՈչ մետաղական բորը նման է IVA խմբի ոչ մետաղական սիլիցիումի տարրին: (սմ.ՍԻԼԻԿՈՆ)
Բոր պարզ նյութն ունի մի քանի փոփոխություններ, բոլորն էլ կառուցված են բորի ատոմների տարբեր միացված խմբերից, որոնք ներկայացնում են B 12 իկոսաեդրոնը։
Բորի բյուրեղները ունեն մոխրագույն-սև գույն (շատ մաքուր – անգույն) և շատ հրակայուն (հալման ջերմաստիճանը՝ 2074 °C, եռման ջերմաստիճանը՝ 3658 °C)։ Խտությունը՝ 2,34 գ/սմ3։ Բյուրեղային բոր - կիսահաղորդիչ (սմ.ԿԻՍԱհաղորդիչներ). Բորը կարծրությամբ երկրորդ տեղում է պարզ նյութերի շարքում (ադամանդից հետո)։
Քիմիական բորը բավականին իներտ է և սենյակային ջերմաստիճանփոխազդում է միայն ֆտորի հետ.
2B + 3F 2 = 2BF 3
Բորը տաքացնելիս փոխազդում է այլ հալոգենների հետ՝ առաջացնելով տրիհալիդներ, ազոտի հետ՝ բորի նիտրիդ BN, ֆոսֆորի հետ՝ ֆոսֆիդ BP, ածխածնի հետ՝ տարբեր բաղադրության կարբիդներով (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2): Թթվածնի մթնոլորտում կամ օդում տաքացնելիս բորը այրվում է ջերմության մեծ արտանետմամբ, և ձևավորվում է ուժեղ օքսիդ B 2 O 3.
4B + 3O 2 = 2B 2 O 3
Բորը ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի հետ, թեև այն բավականին հայտնի է մեծ թվովբորոհիդրիդներ (բորաններ) (սմ.ՀԻԴՐՈԳԻՆՆԵՐ)տարբեր բաղադրություններ, որոնք ստացվում են ալկալային կամ հողալկալիական մետաղների բորիդները թթվով մշակելով.
Mg 3 B 2 + 6HCl = B 2 H 6 + 3 MgCl 2
Երբ ուժեղ տաքացվում է, բորը վերականգնող հատկություն է ցուցաբերում։ Այն ի վիճակի է, օրինակ, նվազեցնել սիլիցիումը կամ ֆոսֆորը դրանց օքսիդներից.
3SiO 2 + 4B = 3Si + 2B 2 O 3;
3P 2 O 5 + 10V = 5V 2 O 3 + 6P
Բորի այս հատկությունը կարելի է բացատրել բորի օքսիդում B 2 O 3 քիմիական կապերի շատ բարձր ուժով։
Օքսիդացնող նյութերի բացակայության դեպքում բորը դիմացկուն է ալկալային լուծույթների նկատմամբ։ Տաք ազոտական ​​և ծծմբական թթուներում և ջրային ռեգիաներում բորը լուծվում է` առաջացնելով բորաթթու H 3 BO 3:
Բորի օքսիդը B 2 O 3 բնորոշ թթվային օքսիդ է: Այն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով բորաթթու.
B 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 BO 3
Երբ բորաթթուն փոխազդում է ալկալիների հետ, աղերը ձևավորվում են ոչ թե բորաթթվից՝ բորատներից (պարունակում են BO 3 3- անիոն), այլ տետրաբորատներից, օրինակ.
4H 3 BO 3 + 2NaOH = Na 2 B 4 O 7 + 7H 2 O
Դիմում
Բորն օգտագործվում է որպես հավելում կոռոզիակայուն և ջերմակայուն համաձուլվածքների արտադրության մեջ։ Պողպատե մասերի մակերևույթի հագեցվածությունը բորով (բորիդացիա) (սմ.ԲՈՐԱՑՈՒՄ)մեծացնում է դրանց մեխանիկական և հակակոռուպցիոն հատկությունները: Բորի կարբիդները (B 4 C և B 13 C 2) ունեն բարձր կարծրություն և լավ հղկող նյութեր են: Նախկինում դրանք լայնորեն օգտագործվում էին ատամնաբույժների կողմից օգտագործվող գայլիկոնների պատրաստման համար (այստեղից էլ՝ փորված անվանումը)։
Բորը (մանրաթելերի տեսքով) ծառայում է որպես ամրապնդող նյութ շատ կոմպոզիտային նյութերի համար։ Ինքը՝ բորը և նրա միացությունները՝ BN նիտրիդը և այլն, օգտագործվում են որպես կիսահաղորդչային նյութեր և դիէլեկտրիկներ։ Գազային BF-ն օգտագործվում է ջերմային նեյտրոնային հաշվիչներում։
Բորը (նրա նուկլիդը 10 Վ) բնութագրվում է ջերմային նեյտրոնների գրավման համար բարձր արդյունավետ խաչմերուկով (3·10 -25 մ2).
10 5 B + 1 0 n 4 2 Նա + 7 3 Լի
Կարևոր է, որ սրանով միջուկային ռեակցիաառաջանում են միայն կայուն միջուկներ: Հետևաբար, մաքուր բորը և հատկապես նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են նեյտրոններ ներծծող նյութերի տեսքով միջուկային ռեակտորների կառավարման ձողերի արտադրության մեջ, որոնք դանդաղեցնում կամ դադարեցնում են տրոհման ռեակցիաները։
Բնական և արհեստական ​​բորի միացությունների մոտ 50%-ն օգտագործվում է ապակու (այսպես կոչված՝ բորոսիլիկատային ապակի), մոտ 30%-ը՝ լվացող միջոցների արտադրության մեջ։ Վերջապես, բորի միացությունների մոտավորապես 4-5%-ը սպառվում է էմալների, ջնարակների և մետաղագործական հոսքերի արտադրության մեջ:
Բժշկության մեջ բորակը և բորաթթուն (ջրային-ալկոհոլային լուծույթների տեսքով) օգտագործվում են որպես հակասեպտիկ նյութեր։ Առօրյա կյանքում բորակը կամ բորաթթուն օգտագործում են կենցաղային միջատներին, մասնավորապես՝ ուտիճներին սպանելու համար (բորակը, երբ մտնում է ուտիքի մարսողական օրգանները, բյուրեղանում է, և ստացված սուր ասեղանման բյուրեղները քայքայում են այդ օրգանների հյուսվածքները):
Կենսաբանական դեր
Բորը կարևոր հետքի տարր է (սմ.ՄԻԿՐՈՏԱՐՐԵՐ), անհրաժեշտ է բույսերի բնականոն գործունեության համար։ Բորի պակասը դադարեցնում է դրանց զարգացումը և աճեցվող բույսերի մոտ առաջացնում տարբեր հիվանդություններ։ Այն հիմնված է հյուսվածքներում օքսիդատիվ և էներգետիկ պրոցեսների խանգարումների և էական նյութերի կենսասինթեզի նվազման վրա։ Երբ հողում բորի պակաս կա գյուղատնտեսությունօգտագործվում են բորի միկրոպարարտանյութեր (սմ.ՄԻԿՐՈՊԱՐՏԱՐՏԻԿՆԵՐ)(բորաթթու, բորակ և այլն), բերքատվության բարձրացում, արտադրանքի որակի բարելավում և բույսերի մի շարք հիվանդությունների կանխարգելում։
Բորի դերը կենդանիների մեջ պարզ չէ։ Մարդու մկանային հյուսվածքը պարունակում է (0,33-1) 10 -4% բոր, ոսկրային հյուսվածքը՝ (1,1-3,3) 10 -4%, իսկ արյունը՝ 0,13 մգ/լ։ Ամեն օր մարդը սննդից ստանում է 1-3 մգ բոր։ Թունավոր դոզան - 4 գ:

Հանրագիտարանային բառարան. 2009 .

Տեսեք, թե ինչ է «BOR (քիմիական տարր)» այլ բառարաններում.

Բոր (լատ. Borum), B, Մենդելեևի պարբերական համակարգի III խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 5, ատոմային զանգված 10,811; Բյուրեղները մոխրագույն սև են (շատ մաքուր Բ. անգույն է)։ Բնական Բ.-ն բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպներից՝ 10B (19%) ... ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

ՈՒՐԱՆ (լատ. Uranium), U (արտասանվում է «uranium»), ռադիոակտիվ քիմիական տարր՝ 92 ատոմային համարով, ատոմային զանգվածը՝ 238,0289։ Ակտինոիդ. Բնական ուրանը կազմված է երեք իզոտոպների խառնուրդից՝ 238U, 99,2739%, կիսամյակային կյանքով T1/2 = 4,51 109 տարի, 235U, ... ... Հանրագիտարանային բառարան

ՑԻՆԿ (լատ. Zincum), Zn (կարդալ՝ «ցինկ»), 30 ատոմային թվով քիմիական տարր, ատոմային զանգվածը՝ 65,39։ Բնական ցինկը բաղկացած է հինգ կայուն նուկլիդների խառնուրդից՝ 64Zn (ըստ կշռի 48,6%), 66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%), 68Zn (18,8%) և 70Zn (0,6%):…… Հանրագիտարանային բառարան

- (ֆրանսիական քլոր, գերմանական քլոր, անգլերեն քլոր) տարր հալոգենների խմբից; դրա նշանն է Cl; ատոմային քաշը 35,451 [Ըստ Clarke-ի հաշվարկի Stas-ի տվյալների] ժամը O = 16; Cl 2 մասնիկը, որը լավ համընկնում է Բունսենի և Ռեգնոյի կողմից հայտնաբերված իր խտությունների հետ կապված... ... Հանրագիտարանային բառարան Ֆ.Ա. Բրոքհաուսը և Ի.Ա. Էֆրոն

Տարրը, գազային վիճակում, օդի հիմնական բաղադրիչն է (տես); նրա ներկայությունը օդում միանգամայն հստակորեն մատնանշվեց 1772 թվականին Ռադերֆորդի կողմից. այն վերջնականապես հաստատվել է Պրիստլիի, Շելիի, Քավենդիշի և Լավուազեի փորձերով: Քեվենդիշ...... Հանրագիտարանային բառարան Ֆ.Ա. Բրոքհաուսը և Ի.Ա. Էֆրոն Վիքիպեդիա

- (հունարեն, borax borax-ից): Պարզ մարմին, որն առաջին անգամ ստացվել է Դեյվիի կողմից 1807 թվականին էլեկտրոլիկապատման միջոցով. ստացվել է բորակից՝ մուգ, ծանր փոշու կամ թափանցիկ բյուրեղների տեսքով։ Ռուսաց լեզվում ընդգրկված օտար բառերի բառարան... ... Ռուսաց լեզվի օտար բառերի բառարան

BOR (լատիներեն Borum), B, պարբերական համակարգի կարճ ձևի (երկար ձևի 13 խումբ) III խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 5, ատոմային զանգված 10,811; ոչ մետաղական բնության մեջ կա երկու կայուն իզոտոպ՝ 10 Վ (19,9%) և 11 Վ (80,1%); Արհեստականորեն ստացվել են 7-19 զանգվածային թվերով իզոտոպներ։

Պատմական նախադրյալներ. Բորի բնական միացությունները, հիմնականում բորակը, հայտնի են վաղ միջնադարից։ Բորակը կամ թինկալը Եվրոպա էր ներմուծվում Տիբեթից և օգտագործվում էր մետաղների, հիմնականում ոսկու և արծաթի դարբնագործության մեջ։ Տարրի անվանումը գալիս է արաբական borax buraq (burak) և ուշ լատիներեն բորակ (borax) անուններից: Բորը հայտնաբերվել է 1808 թվականին. Ջ. Գեյ-Լյուսակը և Լ. Թենարը տարրը առանձնացրել են B 2 O 3 օքսիդից՝ տաքացնելով մետաղական կալիումով, Գ. Դեյվին՝ հալած B 2 O 3 էլեկտրոլիզի միջոցով։

Բնության մեջ տարածվածություն. Բորի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 5·10 -3% զանգվածով։ Ազատ տեսքով չի գտնվել: Ամենակարևոր հանքանյութերը՝ բորակ Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, կորենիտ Na 2 B 4 O 7 -4H 2 O, կոլեմանիտ Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O և այլն: Բորը խտացված է կալիումի բորատների տեսքով. և հողալկալային տարրեր նստվածքային ապարներում (տես Բնական բորատներ, Բորի հանքաքարեր)։

Հատկություններ. Բորի ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կոնֆիգուրացիան 2s 2 2p 1 է; օքսիդացման վիճակ +3, հազվադեպ +2; Պաուլինգ էլեկտրաբացասականություն 2.04; ատոմային շառավիղ 97 pm, իոնային շառավիղ B 3+ 24 pm (համակարգման թիվ 4), կովալենտ շառավիղ 88 pm: Իոնացման էներգիա B 0 → B + → B 2+ → B 3+ 801, 2427 և 3660 կՋ/մոլ. B(OH) 3 /V 0 զույգի ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալը -0,890 Վ է:

Բորը գոյություն ունի մի քանի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներում: 800 °C-ից ցածր ջերմաստիճանում առաջանում է ամորֆ բոր (մուգ փոշի, խտությունը 2350 կգ/մ3), 800-1000 °C միջակայքում՝ α-ռոմբոեդրալ մոդիֆիկացիա (կարմիր բյուրեղներ), 1000-1200 °C՝ β-ռոմբոէդրալ։ փոփոխություն (մուգ կարմրավուն երանգով, ամենակայունը), 1200-1500 ° C - քառանկյուն փոփոխություններ: 1500 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում β-ռոմբոեդրալ մոդիֆիկացիան կայուն է։ Բոլոր տեսակի բյուրեղյա վանդակները բաղկացած են B12 icosahedra-ից, որոնք տարբեր կերպ են փաթեթավորված բյուրեղի մեջ: β-rhombohedral մոդիֆիկացիայի համար. t PL 2074 °C, t KIP 3658 °C, խտությունը 2340 կգ/մ 3 (293 Կ), ջերմային հաղորդունակություն 27.0 Վտ/(մ Կ) (300 Կ):

Բորը դիամագնիսական է, հատուկ մագնիսական զգայունություն -0,78·10 մ 3 /կգ: Այն p տիպի կիսահաղորդիչ է, ժապավենի բացը 1,56 էՎ է։ Բորի կարծրությունը Մոհսի սանդղակով 9,3 է։ Բնութագրվում է նեյտրոնները կլանելու բարձր ունակությամբ (10 B իզոտոպի համար ջերմային նեյտրոնային կլանման խաչմերուկը կազմում է 3,8·10 -25 մ 2)։

Բորը քիմիապես իներտ է։ Այն արձագանքում է թթվածնի հետ 700 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով ապակյա օքսիդ B 2 O 3։ 1200 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում բորը փոխազդում է N 2-ի և NH 3-ի հետ՝ տալով բորի նիտրիդ BN։ 700 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում P և As-ով ձևավորում է ֆոսֆիդներ և արսենիդներ, որոնք բարձր ջերմաստիճանի կիսահաղորդիչներ են։ 2000 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում բորը փոխազդում է ածխածնի հետ՝ առաջացնելով բորի կարբիդներ։ Հալոգեններով ժամը բարձր ջերմաստիճաններձևավորում է ցնդող տրիհալիդներ, որոնք հեշտությամբ հիդրոլիզվում են և հակված են H տիպի բարդույթների ձևավորմանը, որը չի փոխազդում ջրածնի, ջրի, թթուների և ալկալիների լուծույթների հետ: Խտացված HNO 3-ը և ջրային ռեգիան օքսիդացնում են բորը դեպի օրթոբորաթթու H 3 VO 3: Բորի միաձուլումը ալկալիների հետ օքսիդացնող նյութի առկայության դեպքում հանգեցնում է բորատների արտադրությանը։ Մետաղներով ժամը բարձր ջերմաստիճաններձևավորում է բորիդներ: Բորիդների վրա թթուների ազդեցությամբ կարելի է ստանալ բորոհիդրիդներ, որոնք բնութագրվում են մետաղական բորոհիդրիդների առաջացմամբ ավելացման ռեակցիաներով։ Օրգանական տարրերի բորի միացությունների մասին տեղեկությունների համար տե՛ս Օրգանոբորային միացություններ հոդվածը։

Բորը միկրոտարր է, որի պարունակությունը բույսերի և կենդանիների հյուսվածքներում կազմում է 10-10 -4%: Բորը ներգրավված է ածխաջրածին-ֆոսֆատ նյութափոխանակության մեջ: Բորով հարուստ սննդի օգտագործումը մարդու կողմից առաջացնում է ածխաջրերի և սպիտակուցների նյութափոխանակության խանգարումներ, ինչը հանգեցնում է ստամոքս-աղիքային հիվանդությունների: Բորը բույսերի կյանքի համար անհրաժեշտ կենսագեն տարր է։ Բուսական հյուսվածքներում բորի պակասի կամ ավելցուկի առկայության դեպքում, որը սովորաբար կապված է հողում տարրի դեֆիցիտի կամ ավելցուկի հետ, առաջանում են մորֆոլոգիական փոփոխություններ և բույսերի հիվանդություններ (գիգանտիզմ, գաճաճություն, խանգարված աճի կետեր և այլն): Բորի փոքր քանակությունը կտրուկ մեծացնում է շատ մշակաբույսերի բերքատվությունը (տես Միկրոպարարտանյութեր)։

. Առկա է լճերի (հատկապես դառը) և ծովերի ջրերում։ Բորի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 1·10–3% զանգվածով (28-րդ տեղ), օվկիանոսի ջրում՝ 4,41·10–4% (4,4 մգ/լ)։. Արդյունաբերության մեջ բորը ստացվում է բնական բորատներից. կոլեմանիտը և ինիոիտը մշակվում են ալկալային մեթոդով՝ բորը բորակի տեսքով ազատելու համար, բորացիտը թթվային եղանակով մշակվում է օրթոբորաթթվի ձևավորման համար, որը վերածվում է B 2 O 3-ի: ջերմաստիճանը մոտ 235 ° C: Ամորֆ բորը ստացվում է բորակի կամ B 2 O 3-ի վերականգնմամբ ակտիվ մետաղներով՝ Mg, Na, Ca և այլն, ինչպես նաև Na կամ K հալույթի էլեկտրոլիզի միջոցով Բյուրեղային բորը ստացվում է BCl 3 կամ վերականգնումով BF 3 հալոգենիդները ջրածնի հետ, բորի հալոգենիդների և հիդրիդների (հիմնականում B 2 H 6) տարրալուծումը 1000-1500 ° C ջերմաստիճանում կամ ամորֆ բորի բյուրեղացումը:

Դիմում. Բորն օգտագործվում է որպես կոռոզիակայուն և ջերմակայուն համաձուլվածքների բաղադրիչ, օրինակ՝ ֆերոբորը՝ Fe-ի համաձուլվածք 10-20% B-ով, կոմպոզիտային նյութեր (բորային պլաստմասսա)։ Բորի փոքր հավելումը (տոկոսի մասնաբաժինը) զգալիորեն մեծացնում է պողպատի և գունավոր մետաղների համաձուլվածքների մեխանիկական հատկությունները: Բորն օգտագործվում է պողպատե արտադրանքի մակերեսը հագեցնելու համար (բորիդացում)՝ մեխանիկական և կոռոզիոն հատկությունները բարելավելու նպատակով։ Բորն օգտագործվում է որպես կիսահաղորդիչ թերմիստորների արտադրության համար։ Ստացված արհեստական ​​և բնական բորի միացությունների մոտ 50%-ն օգտագործվում է ապակու, իսկ մինչև 30%-ը՝ լվացող միջոցների արտադրության մեջ։ Շատ բորիդներ օգտագործվում են որպես կտրող և հղկող նյութեր: Nd 2 Fe 14 V ֆերոմագնիսը օգտագործվում է հզոր մշտական ​​մագնիսների արտադրության համար, ֆերոմագնիսական համաձուլվածքը Co-Pt-Cr-B օգտագործվում է որպես ձայնագրող միջոց ժամանակակից տեղեկատվության պահպանման մեդիայում: Բորը և նրա համաձուլվածքները նեյտրոնների կլանիչներ են միջուկային ռեակտորների համար հսկիչ ձողերի արտադրության մեջ:

Լիտ. Բոր, նրա միացություններ և համաձուլվածքներ: Կ., 1960; Գոլիկովա Օ., Սամատով Ս. Բորը և նրա կիսահաղորդչային միացությունները. Տաշ., 1982; Բորի քիմիան հազարամյակում / Էդ. R. W. King. Ամստ.; Оxf., 1999 թ.

Ա.Ա.Ելիսեև, Յու.Դ.Տրետյակով.

Բորը երրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է՝ երկրորդ շրջան քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակ, ատոմային թվով 5. Նշվում է B նշանով (լատ. Բորիում)։ Ազատ վիճակում բորը անգույն, մոխրագույն կամ կարմիր բյուրեղային կամ մուգ ամորֆ նյութ է։ Հայտնի են բորի ավելի քան 10 ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ, որոնց առաջացումը և փոխադարձ անցումները որոշվում են այն ջերմաստիճանով, որում ստացվել է բորը։

Անվան պատմությունը և ծագումը

Այն առաջին անգամ ստացվել է 1808 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոսներ Ջ.Գայ-Լյուսակի և Լ.Տենարդի կողմից՝ բորային անհիդրիդ B 2 O 3 տաքացնելով կալիումի մետաղով։ Մի քանի ամիս անց Հ.Դեյվիի կողմից բոր ստացվեց հալած B 2 O 3 էլեկտրոլիզի միջոցով:

Բնության մեջ լինելը

Երկրակեղևում բորի միջին պարունակությունը 4 գ/տ է։ Չնայած դրան, հայտնի են մոտ 100 բորի միներալներ. այն գրեթե երբեք չի հանդիպում «օտար» միներալներում: Սա բացատրվում է հիմնականում նրանով, որ բարդ բորի անիոնները (մասնավորապես, այս տեսքով այն հայտնաբերված է հանքանյութերի մեծ մասում) չունեն բավականաչափ ընդհանուր անալոգներ: Գրեթե բոլոր միներալներում բորը կապված է թթվածնի հետ, իսկ ֆտոր պարունակող միացությունների խումբը շատ փոքր է։ Բնության մեջ տարրական բոր չի հանդիպում: Այն հանդիպում է բազմաթիվ միացություններում և լայնորեն տարածված է, հատկապես ցածր կոնցենտրացիաներում; բորոսիլիկատների և բորատների տեսքով, ինչպես նաև որպես օգտակար հանածոների մեջ իզոմորֆ կեղտ, այն մտնում է բազմաթիվ հրային և նստվածքային ապարների մեջ։ Բորը հայտնի է նավթի և ծովային ջրերում (ծովի ջրում՝ 4,6 մգ/լ), աղի լճերի, տաք աղբյուրների և ցեխային հրաբուխների ջրերում։
Բորի հիմնական հանքային ձևերը.
Բորոսիլիկատներ՝ դատոլիտ CaBSiO 4 OH, դանբուրիտ CaB 2 Si 2 O 8
Բորատներ՝ բորակ Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, աշարիտ MgBO 2 (OH), հիդրոբորացիտ (Ca, Mg) B 2 O 11 6H 2 O, inioit Ca 2 B 6 O 11 13H 2 O, տրամաչափ KMg 2 B 11 O 19 9H 2 O.
Կան նաև բորի հանքավայրերի մի քանի տեսակներ.
1. Բորատների նստվածքներ մագնեզիական սկարններում.
- լյուդվիգիտ և լյուդվիգիտ-մագնետիտ հանքաքարեր;
- կոտոյտի հանքաքարեր դոլոմիտային մարմարներում և կալցիֆիրներում;
- աշարիտի և աշարիտա-մագնետիտի հանքաքարեր.
2. Բորոսիլիկատների կուտակումներ կրային սկարններում (դատոլիտ և դանբուրիտի հանքաքարեր);
3. Բորոսիլիկատների նստվածքներ գրեյզեններում, երկրորդային քվարցիտներում և հիդրոթերմային երակներում (տուրմալինի կոնցենտրացիաներ);
4. Հրաբխածին-նստվածքային:
- հրաբխային գործունեության արտադրանքներից կուտակված բորի հանքաքարեր.
- լճային նստվածքներում բորատային հանքաքարերի վերատեղադրում;
- թաղված նստվածքային բորատային հանքաքարեր.
5. Հալոգեն-նստվածքային հանքավայրեր.
- բորատների նստվածքներ հալոգենային հանքավայրերում.
- աղի գմբեթների վերևում գտնվող գիպսային գլխարկի բորատի նստվածքները:

Ֆիզիկական հատկություններ

Չափազանց կարծր նյութ (երկրորդը միայն ալմաստից, ածխածնի նիտրիդից, բորի նիտրիդից (բորազոն), բորի կարբիդից, բոր-ածխածին-սիլիկոնի համաձուլվածքից, սկանդիում-տիտան կարբիդից): Այն ունի փխրունություն և կիսահաղորդչային հատկություններ (լայն բացվածքով կիսահաղորդիչ):
Բնության մեջ բորը հանդիպում է երկու իզոտոպների՝ 10 B (20%) և 11 B (80%) ձևով։
10 Վ-ն ունի ջերմային նեյտրոնների շատ բարձր կլանման խաչմերուկ, ուստի բորաթթվի 10 Վ-ն օգտագործվում է միջուկային ռեակտորներում՝ ռեակտիվությունը վերահսկելու համար:

Քիմիական հատկություններ

Բազմաթիվ ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով ոչ մետաղական բորը նման է սիլիցիումի։
Քիմիապես բորը բավականին իներտ է և սենյակային ջերմաստիճանում փոխազդում է միայն ֆտորի հետ։ Բորը տաքացնելիս փոխազդում է այլ հալոգենների հետ՝ առաջացնելով տրիհալիդներ, ազոտի հետ՝ բորի նիտրիդ BN, ֆոսֆորի հետ՝ ֆոսֆիդ BP, ածխածնի հետ՝ տարբեր բաղադրության կարբիդներով (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2): Թթվածնի մթնոլորտում կամ օդում տաքացնելիս բորը այրվում է ջերմության մեծ արտանետմամբ, և առաջանում է B 2 O 3 օքսիդ:
Բորն ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի հետ, չնայած հայտնի է տարբեր բաղադրության բավականին մեծ թվով բորոհիդրիդներ (բորաններ), որոնք ստացվում են ալկալային կամ հողալկալիական մետաղների բորիդները թթվով մշակելով։
Երբ ուժեղ տաքացվում է, բորը վերականգնող հատկություն է ցուցաբերում։ Այն ի վիճակի է, օրինակ, նվազեցնել սիլիցիումը կամ ֆոսֆորը դրանց օքսիդներից: Բորի այս հատկությունը կարելի է բացատրել բորի օքսիդում B 2 O 3 քիմիական կապերի շատ բարձր ուժով։
Օքսիդացնող նյութերի բացակայության դեպքում բորը դիմացկուն է ալկալային լուծույթների նկատմամբ։ Տաք ազոտային և ծծմբական թթուներում և ջրային ռեգիաներում բորը լուծվում է և առաջանում է բորաթթու H 3 VO 3:
Բորի օքսիդը B 2 O 3 բնորոշ թթվային օքսիդ է: Այն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով բորաթթու։
Երբ բորաթթուն փոխազդում է ալկալիների հետ, աղեր առաջանում են ոչ թե բորաթթվից՝ բորատներից (պարունակում են BO 3 3- անիոն), այլ տետրաբորատներից։

Կենսաբանական դեր

Բորը կարևոր միկրոտարր է, որն անհրաժեշտ է բույսերի բնականոն գործունեության համար։ Բորի պակասը դադարեցնում է դրանց զարգացումը և աճեցվող բույսերի մոտ առաջացնում տարբեր հիվանդություններ։ Սա հիմնված է հյուսվածքներում օքսիդատիվ և էներգետիկ գործընթացների խանգարումների և էական նյութերի կենսասինթեզի նվազման վրա: Հողում բորի պակասի դեպքում գյուղատնտեսության մեջ օգտագործվում են բորի միկրոպարարտանյութեր (բորաթթու, բորակ և այլն)՝ բերքատվությունը բարձրացնելու, արտադրանքի որակը բարելավելու և բույսերի մի շարք հիվանդություններ կանխելու համար։
Բորի դերը կենդանիների մեջ պարզ չէ։ Մարդու մկանային հյուսվածքը պարունակում է (0,33-1)×10 -4% բոր, ոսկրային հյուսվածք (1,1-3,3)×10 -4%, իսկ արյունը՝ 0,13 մգ/լ։ Ամեն օր մարդը սննդից ստանում է 1-3 մգ բոր։ Թունավոր դոզան - 4 գ:
Եղջերաթաղանթի դիստրոֆիայի հազվագյուտ տեսակներից մեկը կապված է փոխադրող սպիտակուցը կոդավորող գենի հետ, որը ենթադրաբար կարգավորում է բորի ներբջջային կոնցենտրացիան: