ბორი (ქიმიური ელემენტი). ბორის ელემენტი. ბორის თვისებები. ბორის გამოყენება

განმარტება

ბორ- პერიოდული ცხრილის მეხუთე ელემენტი. აღნიშვნა - B ლათინური "borum"-დან. განლაგებულია მეორე პერიოდში IIIA ჯგუფი. ეხება არალითონებს. ბირთვული მუხტი არის 5.

ბორი ბუნებით შედარებით იშვიათია; ზოგადი შინაარსის დედამიწის ქერქიარის დაახლოებით 10 -3% (მას.).

ბორის ძირითადი ბუნებრივი ნაერთებია ბორის მჟავა H 3 BO 3 და ბორის მჟავების მარილები, რომელთაგან ყველაზე ცნობილია ბორაქსი Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O.

ნორმალურ პირობებში ბორი არის მუქი ნაცრისფერი ფერის კრისტალური სტრუქტურის (რომბოედრული სისტემა) ნივთიერება (ნახ. 1). ის არის ცეცხლგამძლე (დნობის წერტილი 2075 o C, დუღილის წერტილი 3700 o C), დიამაგნიტური და აქვს ნახევარგამტარული თვისებები.

ბრინჯი. 1. ბორი. გარეგნობა.

ბორის ატომური და მოლეკულური მასა

ფარდობითი მოლეკულური წონა M rარის მოლეკულის მოლური მასა გაყოფილი ნახშირბად-12 ატომის მოლური მასის 1/12-ზე (12 C). ეს არის განზომილებიანი რაოდენობა.

ფარდობითი ატომური მასა A rარის ნივთიერების ატომის მოლური მასა გაყოფილი ნახშირბად-12 ატომის მოლური მასის 1/12-ზე (12 C).

ვინაიდან თავისუფალ მდგომარეობაში ბორი არსებობს ერთატომური B მოლეკულების სახით, მისი ატომური და მოლეკულური მასების მნიშვნელობები ემთხვევა ერთმანეთს. ისინი უდრის 10.806-ს.

ბორის ალოტროპია და ალოტროპული მოდიფიკაციები

ბორს ახასიათებს ალოტროპიის გამოვლინება, ე.ი. არსებობა რამდენიმე მარტივი ნივთიერების სახით, რომელსაც ეწოდება ალოტროპული (ალოტროპული) მოდიფიკაციები. პირველ რიგში, ბორი არსებობს აგრეგაციის ორ მდგომარეობაში - კრისტალური (ფერადი ნაცრისფერი) და ამორფული (ფერადი ნაცრისფერი). თეთრი). მეორეც, კრისტალური ფორმით, ბორს აქვს 10-ზე მეტი ალოტროპული მოდიფიკაცია. მაგალითად, ბორის ატომები შეიძლება გაერთიანდეს B 12 ჯგუფად, რომლებსაც აქვთ იკოსედრონის ფორმა - ოცჰედრონი (ნახ. 2).

ბრინჯი. 2. ბორის ატომების იკოსაედრული დაჯგუფება B 12.

ეს B12 icosahedra, თავის მხრივ, შეიძლება განთავსდეს ერთმანეთთან შედარებით კრისტალში სხვადასხვა გზით:

ბორის იზოტოპები

ბუნებაში, ბორი არსებობს ორი სტაბილური იზოტოპის სახით 10 B (19.8%) და 11 B (80.2%). მათი მასობრივი რიცხვი არის 10 და 11, შესაბამისად. ბორის 10 B იზოტოპის ატომის ბირთვი შეიცავს ხუთ პროტონს და ხუთ ნეიტრონს, ხოლო იზოტოპი 11 B შეიცავს იგივე რაოდენობის პროტონს და ოთხ ნეიტრონს.

არსებობს ბორის თორმეტი ხელოვნური (რადიოაქტიური) იზოტოპი მასობრივი რიცხვებით 5-დან 17-მდე, რომელთაგან ყველაზე სტაბილურია 8 B ნახევარგამოყოფის პერიოდით 0,77 წმ.

ბორის იონები

ბორის ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე არის სამი ელექტრონი, რომლებიც ვალენტურია:

1s 2 2s 2 2p 1 .

ქიმიური ურთიერთქმედების შედეგად ბორმა შეიძლება დაკარგოს ვალენტური ელექტრონები, ე.ი. იყოს მათი დონორი და გადაიქცეს დადებითად დამუხტულ იონად (B 3+) ან მიიღოს ელექტრონები სხვა ატომიდან, ე.ი. იყოს მათი მიმღები და გადაიქცევა უარყოფითად დამუხტულ იონად (B 3-):

B 0 -3e → B 3+;

B 0 +3e → B 3- .

ბორის მოლეკულა და ატომი

თავისუფალ მდგომარეობაში ბორი არსებობს ერთატომური მოლეკულების B სახით. მოდით წარმოვადგინოთ ბორის ატომისა და მოლეკულის დამახასიათებელი რამდენიმე თვისება:

ბორის შენადნობები

მეტალურგიაში ბორი გამოიყენება ფოლადისა და ზოგიერთი ფერადი შენადნობების დანამატად. ბორის ძალიან მცირე რაოდენობით დამატება ამცირებს მარცვლის ზომას, რაც იწვევს შენადნობების მექანიკური თვისებების გაუმჯობესებას. ასევე გამოიყენება ფოლადის პროდუქტების ზედაპირული გაჯერება ბორით - ბორდინგული, რაც ზრდის სიმტკიცეს და კოროზიისადმი წინააღმდეგობას.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

მაგალითი 2

ვარჯიში	იპოვეთ ბორის ნაერთის ფორმულა წყალბადთან (ბორანი), რომელსაც აქვს შემადგენლობა პროცენტული მასის წილადებში: ბორი - 78,2; წყალბადი - 21,8. თუ ამ აირის 1 სმ 3 მასა უდრის 1 სმ 3 აზოტის მასას.
გამოსავალი	X ელემენტის მასური წილი NX კომპოზიციის მოლეკულაში გამოითვლება შემდეგი ფორმულით: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. ნაერთში შემავალი ელემენტების მოლის რაოდენობა ავღნიშნოთ როგორც „x“ (ბორი), „y“ (წყალბადი). შემდეგ, მოლური თანაფარდობა ასე გამოიყურება (D.I. მენდელეევის პერიოდული ცხრილიდან აღებული ფარდობითი ატომური მასების მნიშვნელობები მრგვალდება მთელ რიცხვებზე): 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. ეს ნიშნავს, რომ ბორის ნაერთების წყალბადის (ბორანი) უმარტივესი ფორმულა იქნება BH 3 და მოლური მასა 14 გ/მოლი. პრობლემის პირობების მიხედვით: m(N 2) = M(N 2) × V(N 2) / V m = 28 × 1 / 22.4 = 1.25 გ. 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 გ/მოლი. ნივთიერების ნამდვილი ფორმულის საპოვნელად, ჩვენ ვპოულობთ მიღებული მოლური მასების თანაფარდობას: M(B x H y) / M(BH 3) = 28 / 12 = 2. ეს ნიშნავს, რომ ბორის და წყალბადის ატომების მაჩვენებლები 2-ჯერ მეტი უნდა იყოს, ე.ი. ბორანის ფორმულა იქნება B 2 H 6 .
უპასუხე	B2H6

BOR ( ქიმიური ელემენტი) BOR (ქიმიური ელემენტი)

BOR (ლათ. Borum), B (წაიკითხეთ ბორი), ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 5, ატომური წონა 10,811. ბუნებრივი ბორი შედგება ორი სტაბილური ნუკლიდისაგან (სმ.ნუკლიდი) 10 B (19,57%) და 11 B. ბორი განლაგებულია IIIA ჯგუფში მეორე პერიოდში. 1 ფენის ელექტრონული გარსის კონფიგურაცია ს 2 2 ს 2 1 . ბორის ნეიტრალური ატომის რადიუსია 0,088-0,097 ნმ, B 3+ იონის რადიუსი 0,025 ნმ. პაულინგის სკალის მიხედვით, ელექტრონეგატიურობა (სმ.ელექტრონეგატიურობა)ბორი არის 2.04. ბორისთვის ყველაზე ტიპიურია ნაერთების წარმოქმნა ჟანგვის მდგომარეობაში +3 (ვალენტობა III). ბორი იშვიათად ავლენს უარყოფით დაჟანგვის მდგომარეობებს და ლითონებთან ერთად ხშირად წარმოქმნის არასტოქიომეტრულ ნაერთებს - ბორიდებს. (სმ.ბორიდები).
აღმოჩენის ისტორია
უძველესი დროიდან ბორის შემცველი ბორაქსი გამოიყენებოდა სამკაულების წარმოებაში. (სმ.ბორა), ცნობილი შუა საუკუნეების ალქიმიკოსებისთვის არაბული სახელწოდებით burag და ლათინური სახელწოდებით Borax. ბორაქსი გამოიყენებოდა როგორც ნაკადი - ოქროსა და ვერცხლის შესადუღებლად, მინანქრისა და მინის დნობის მისაცემად. მე-18 საუკუნის დასაწყისში ბორაქსისგან მიიღეს ნივთიერება, რომელიც მოგვიანებით ბორის მჟავის სახელით გახდა ცნობილი. 1808 წელს ფრანგმა ქიმიკოსებმა L.J.Gay-Lussac (სმ.გეი ლუსაკი ჯოზეფ ლუი)და L. Tenard (სმ. TENAR ლუი ჟაკ)და ინგლისელი ქიმიკოსი G. Davy, რომელმაც 9 დღით დააგვიანა (სმ.დეივი ჰემფრი)იტყობინება ელემენტის აღმოჩენის შესახებ. (სმ.მათ მიიღეს ბორის მჟავას კალიუმის ლითონით კალცინითკალიუმი)
, რომელიც ცოტა ხნის წინ აღმოაჩინა დევიმ. ფრანგმა ქიმიკოსებმა ელემენტს ბორი დაარქვეს, დევიმ კი - ბორი (ლათ. Boron), ეს უკანასკნელი შენარჩუნებულია ინგლისურად.
ბუნებაში ყოფნა (სმ.ბორი ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება. ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალები: ბორაქსი - Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, ნატრიუმის ტეტრაბორატი, კერნიტი - Na 2 B 4 O 7 4H 2 O და სხვა ბუნებრივი ბორატებიბუნებრივი ბორატები) (სმ.სასოლინი (ბორის მჟავაბორის მჟავები) ) - H 3 BO 3. ბორის ნაერთები (ბორატები, ბოროსილიკატები, ბოროამმოსილიკატები) ხშირად მცირე კონცენტრაციით გვხვდება ვულკანურ დადანალექი ქანები
. წარმოდგენილია ტბების (განსაკუთრებით მწარე) და ზღვების წყალში. ბორის შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 1·10–3% მასის მიხედვით (28-ე ადგილი), ოკეანის წყალში 4,41·10–4% (4,4 მგ/ლ).
ინდუსტრიაში ბორაქსი მიიღება ბუნებრივი ბორატებისგან სოდასთან შერწყმით. როდესაც ბუნებრივი ბორის მინერალები დამუშავებულია გოგირდის მჟავით, წარმოიქმნება ბორის მჟავა. ოქსიდი B 2 O 3 მიიღება ბორის მჟავისგან H 3 BO 3 კალცინაციით, შემდეგ კი ის ან ბორაქსი მცირდება აქტიური ლითონებით (მაგნიუმი ან ნატრიუმი) თავისუფალ ბორამდე:
B 2 O 3 + 3Mg = 3MgO + 2B,
2Na 2 B 4 O 7 + 3Na = B + 7NaBO 2.
ამ შემთხვევაში, ამორფული ბორი წარმოიქმნება ნაცრისფერი ფხვნილის სახით. მაღალი სისუფთავის კრისტალური ბორის მიღება შესაძლებელია რეკრისტალიზაციით, მაგრამ ინდუსტრიაში ის უფრო ხშირად მიიღება გამდნარი ფტორბორატების ელექტროლიზით ან ბორის ბრომიდის ორთქლის BBr 3 თერმული დაშლით ტანტალის მავთულზე, რომელიც გაცხელებულია 1000-1500 °C-მდე წყალბადის თანდასწრებით:
2BBr 3 + 3H 2 = 2B + 6HBr
ასევე შესაძლებელია ბოროჰიდრიდების კრეკინგის გამოყენება:
B 4 H 10 = 4B + 5H 2.
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
ბევრი ფიზიკური და ქიმიური თვისებებიარამეტალური ბორი წააგავს ჯგუფის IVA ელემენტის არამეტალურ სილიკონს. (სმ.სილიკონი)
მარტივ ნივთიერებას ბორს აქვს რამდენიმე მოდიფიკაცია, ყველა მათგანი აგებულია ბორის ატომების განსხვავებულად დაკავშირებული ჯგუფებისგან, რომლებიც წარმოადგენს B 12 იკოზაედრონს.
ბორის კრისტალები მონაცრისფრო-შავი ფერისაა (ძალიან სუფთა - უფერო) და ძალიან ცეცხლგამძლე (დნობის წერტილი 2074 °C, დუღილის წერტილი 3658 °C). სიმკვრივე - 2,34 გ/სმ3. კრისტალური ბორი - ნახევარგამტარი (სმ.ნახევარგამტარები). სიხისტის მხრივ, ბორი მეორე ადგილზეა მარტივ ნივთიერებებს შორის (ალმასის შემდეგ).
ქიმიური ბორი საკმაოდ ინერტულია და ოთახის ტემპერატურაურთიერთქმედებს მხოლოდ ფტორთან:
2B + 3F 2 = 2BF 3
გაცხელებისას ბორი რეაგირებს სხვა ჰალოგენებთან და წარმოქმნის ტრიჰალოიდებს, აზოტით წარმოქმნის ბორის ნიტრიდს BN, ფოსფორთან - ფოსფიდ BP, ნახშირბადთან - სხვადასხვა შემადგენლობის კარბიდებთან (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2). ჟანგბადის ატმოსფეროში ან ჰაერში გაცხელებისას ბორი იწვის სითბოს დიდი გამოყოფით და წარმოიქმნება ძლიერი ოქსიდი B 2 O 3:
4B + 3O 2 = 2B 2 O 3
ბორი უშუალოდ წყალბადთან არ ურთიერთქმედებს, თუმცა საკმაოდ კარგად არის ცნობილი დიდი რაოდენობაბოროჰიდრიდები (ბორანი) (სმ.ჰიდროგენები)ტუტე ან მიწის ტუტე ლითონების ბორიდების მჟავით დამუშავებით მიღებული სხვადასხვა კომპოზიციები:
Mg 3 B 2 + 6HCl = B 2 H 6 + 3 MgCl 2
ძლიერად გაცხელებისას ბორი ავლენს აღდგენითი თვისებებს. მას შეუძლია, მაგალითად, შეამციროს სილიციუმი ან ფოსფორი მათი ოქსიდებიდან:
3SiO 2 + 4B = 3Si + 2B 2 O 3;
3P 2 O 5 + 10V = 5V 2 O 3 + 6P
ბორის ეს თვისება შეიძლება აიხსნას ქიმიური ბმების ძალიან მაღალი სიმტკიცით ბორის ოქსიდში B 2 O 3.
ჟანგვის აგენტების არარსებობის შემთხვევაში, ბორი მდგრადია ტუტე ხსნარების მიმართ. ცხელ აზოტულ და გოგირდის მჟავებში და აკვა რეგიაში ბორი იხსნება და წარმოქმნის ბორის მჟავას H 3 BO 3.
ბორის ოქსიდი B 2 O 3 არის ტიპიური მჟავე ოქსიდი. იგი რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის ბორის მჟავას:
B 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 BO 3
როდესაც ბორის მჟავა ურთიერთქმედებს ტუტეებთან, მარილები წარმოიქმნება არა თავად ბორის მჟავისგან - ბორატებისგან (შეიცავს BO 3 3- ანიონს), არამედ ტეტრაბორატებს, მაგალითად:
4H 3 BO 3 + 2NaOH = Na 2 B 4 O 7 + 7H 2 O
განაცხადი
ბორი გამოიყენება როგორც დანამატი კოროზიისადმი მდგრადი და სითბოს მდგრადი შენადნობების წარმოებაში. ფოლადის ნაწილების ზედაპირის გაჯერება ბორით (ბორიდაცია) (სმ.ბორაცია)ზრდის მათ მექანიკურ და ანტიკოროზიულ თვისებებს. ბორის კარბიდებს (B 4 C და B 13 C 2) აქვთ მაღალი სიმტკიცე და კარგი აბრაზიული მასალაა. ადრე მათ ფართოდ იყენებდნენ სტომატოლოგების მიერ გამოყენებული ბურღების დასამზადებლად (აქედან გამომდინარე, სახელწოდება საბურღი).
ბორი (ბოჭკოების სახით) ემსახურება როგორც გამაძლიერებელი აგენტი მრავალი კომპოზიციური მასალისთვის. თავად ბორი და მისი ნაერთები - BN ნიტრიდი და სხვა - გამოიყენება როგორც ნახევარგამტარ მასალა და დიელექტრიკა. აირისებრი BF გამოიყენება თერმული ნეიტრონების მრიცხველებში.
ბორი (მისი ნუკლიდი 10 V) ხასიათდება მაღალი ეფექტური ჯვრის კვეთით თერმული ნეიტრონის დაჭერისთვის (3·10 -25 მ2):
10 5 B + 1 0 ნ 4 2 ის + 7 3 ლი
მნიშვნელოვანია, რომ ამასთან ბირთვული რეაქციაჩნდება მხოლოდ სტაბილური ბირთვები. ამიტომ, სუფთა ბორი და განსაკუთრებით მისი შენადნობები გამოიყენება ნეიტრონის შთამნთქმელი მასალების სახით ბირთვული რეაქტორებისთვის საკონტროლო ღეროების წარმოებაში, რომლებიც ანელებენ ან აჩერებენ დაშლის რეაქციებს.
ბორის ბუნებრივი და ხელოვნური ნაერთების დაახლოებით 50% გამოიყენება მინის წარმოებაში (ე.წ. ბოროსილიკატური მინა), დაახლოებით 30% სარეცხი საშუალებების წარმოებაში. საბოლოოდ, ბორის ნაერთების დაახლოებით 4-5% მოიხმარება მინანქრების, მინანქრების და მეტალურგიული ნაკადების წარმოებაში.
მედიცინაში ბორაქსი და ბორის მჟავა (წყალ-ალკოჰოლური ხსნარების სახით) გამოიყენება როგორც ანტისეპტიკური საშუალება. ყოველდღიურ ცხოვრებაში ბორაქსი ან ბორის მჟავა გამოიყენება საყოფაცხოვრებო მწერების, კერძოდ კი ტარაკნების მოსაკლავად (ბორაქსი, როდესაც ის ტარაკნის საჭმლის მომნელებელ ორგანოებში შედის, კრისტალიზდება და შედეგად მიღებული მკვეთრი ნემსისმაგვარი კრისტალები ანადგურებს ამ ორგანოების ქსოვილებს).
ბიოლოგიური როლი
ბორი მნიშვნელოვანი მიკროელემენტია (სმ.მიკროელემენტები), აუცილებელია მცენარეების ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. ბორის ნაკლებობა აჩერებს მათ განვითარებას და იწვევს სხვადასხვა დაავადებებს კულტურულ მცენარეებში. იგი ეფუძნება ქსოვილებში ჟანგვითი და ენერგეტიკული პროცესების დარღვევას და არსებითი ნივთიერებების ბიოსინთეზის დაქვეითებას. როდესაც ნიადაგში ბორის დეფიციტია სოფლის მეურნეობაგამოიყენეთ ბორის მიკროსასუქები (სმ.მიკრო სასუქები)(ბორის მჟავა, ბორაქსი და სხვა), მოსავლიანობის გაზრდა, პროდუქციის ხარისხის გაუმჯობესება და მცენარეთა რიგი დაავადებების პრევენცია.
ბორის როლი ცხოველებში არ არის ნათელი. ადამიანის კუნთოვანი ქსოვილი შეიცავს (0,33-1) 10 -4% ბორს, ძვლოვანი ქსოვილი - (1,1-3,3) 10 -4%, ხოლო სისხლი - 0,13 მგ/ლ. ყოველდღიურად ადამიანი საკვებიდან იღებს 1-3 მგ ბორს. ტოქსიკური დოზა - 4 გ.

ენციკლოპედიური ლექსიკონი. 2009 .

ნახეთ, რა არის "BOR (ქიმიური ელემენტი)" სხვა ლექსიკონებში:

ბორი (ლათ. Borum), B, მენდელეევის პერიოდული სისტემის III ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 5, ატომური მასა 10,811; კრისტალები მონაცრისფრო შავია (ძალიან სუფთა B. უფერულია). ბუნებრივი B. შედგება ორი სტაბილური იზოტოპისგან: 10B (19%) ... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

ურანი (ლათ. Uranium), U (გამოითქმის „ურანი“), რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 92, ატომური მასა 238,0289. აქტინოიდი. ბუნებრივი ურანი შედგება სამი იზოტოპის ნარევისგან: 238U, 99,2739%, ნახევარგამოყოფის პერიოდით T1/2 = 4,51 109 წელი, 235U, ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

თუთია (ლათ. Zincum), Zn (წაიკითხეთ „თუთია“), ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 30, ატომური მასა 65,39. ბუნებრივი თუთია შედგება ხუთი სტაბილური ნუკლიდის ნარევისგან: 64Zn (48.6% წონით), 66Zn (27.9%), 67Zn (4.1%), 68Zn (18.8%) და 70Zn (0.6%).…… ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- (ფრანგული ქლორი, გერმანული ქლორი, ინგლისური ქლორი) ელემენტი ჰალოგენების ჯგუფიდან; მისი ნიშანია Cl; ატომური წონა 35,451 [კლარკის სტას მონაცემების გამოთვლის მიხედვით.] O = 16; Cl 2 ნაწილაკი, რომელიც კარგად ემთხვევა Bunsen-ისა და Regnault-ის მიერ აღმოჩენილ სიმკვრივეს... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი F.A. ბროკჰაუსი და ი.ა. ეფრონი

ელემენტი, აირისებრ მდგომარეობაში, არის ჰაერის მთავარი კომპონენტი (იხ.); მისი ჰაერში ყოფნა 1772 წელს რეზერფორდმა სავსებით მიუთითა; ის საბოლოოდ ჩამოყალიბდა პრისტლის, შილის, კავენდიშისა და ლავუაზიეს ექსპერიმენტებით. კევენდიში...... ენციკლოპედიური ლექსიკონი F.A. ბროკჰაუსი და ი.ა. ეფრონი ვიკიპედია

- (ბერძნული, ბორაქსი ბორაქსიდან). მარტივი სხეული, რომელიც პირველად იქნა მიღებული დევის მიერ 1807 წელს ელექტრული დაფარვით: მიღებული ბორაქსისგან, მუქი, მძიმე ფხვნილის სახით ან გამჭვირვალე კრისტალების სახით. რუსულ ენაში შეტანილი უცხო სიტყვების ლექსიკონი. ... რუსული ენის უცხო სიტყვების ლექსიკონი

BOR (ლათინური Borum), B, პერიოდული სისტემის მოკლე ფორმის (გრძელი ფორმის 13 ჯგუფი) III ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 5, ატომური მასა 10,811; არალითონი ბუნებაში არსებობს ორი სტაბილური იზოტოპი: 10 V (19.9%) და 11 V (80.1%); ხელოვნურად იქნა მიღებული იზოტოპები მასობრივი ნომრებით 7-19.

ისტორიული ფონი. ბორის ბუნებრივი ნაერთები, ძირითადად ბორაქსი, ცნობილი იყო ადრეული შუა საუკუნეებიდან. ბორაქსი ანუ ტინკალი ევროპაში შემოიტანეს ტიბეტიდან და გამოიყენებოდა ლითონების, ძირითადად ოქროსა და ვერცხლის გაყალბებაში. ელემენტის სახელწოდება მომდინარეობს არაბული სახელიდან borax buraq (ბურაკი) და გვიან ლათინური ბორაქსი (borax). ბორი აღმოაჩინეს 1808 წელს: ჯ. გეი-ლუსაკმა და ლ. ტენარმა გამოაყოლეს ელემენტი ოქსიდიდან B 2 O 3 ლითონური კალიუმით გახურებით, G. Davy - გამდნარი B 2 O 3 ელექტროლიზით.

გავრცელება ბუნებაში. ბორის შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 5·10 -3% მასის მიხედვით. არ არის ნაპოვნი თავისუფალ ფორმაში. ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალები: ბორაქსი Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, კორენიტი Na 2 B 4 O 7 -4H 2 O, კოლემანიტი Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O და ა.შ. ბორი კონცენტრირებულია კალიუმის ბორატების სახით. და მიწის ტუტე ელემენტები დანალექ ქანებში (იხ. ბუნებრივი ბორატები, ბორის მადნები).

თვისებები. ბორის ატომის გარე ელექტრონული გარსის კონფიგურაციაა 2s 2 2p 1; ჟანგვის მდგომარეობა +3, იშვიათად +2; პაულინგის ელექტრონეგატიურობა 2.04; ატომური რადიუსი 97 pm, იონური რადიუსი B 3+ 24 pm (კოორდინაციის ნომერი 4), კოვალენტური რადიუსი 88 pm. იონიზაციის ენერგია B 0 → B + → B 2+ → B 3+ 801, 2427 და 3660 კჯ/მოლი. B(OH) 3 /B 0 წყვილის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი არის -0,890 ვ.

ბორი არსებობს რამდენიმე ალოტროპული მოდიფიკაციით. 800 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე წარმოიქმნება ამორფული ბორი (მუქი ფხვნილი, სიმკვრივე 2350 კგ/მ3), 800-1000 °C დიაპაზონში - α-რომბოედრული მოდიფიკაცია (წითელი კრისტალები), 1000-1200 °C - β-რომბოედრული. მოდიფიკაცია (მუქი მოწითალო ელფერით, ყველაზე სტაბილური), 1200-1500 ° C - ტეტრაგონალური ცვლილებები. 1500 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე β-რომბოედრული მოდიფიკაცია სტაბილურია. ყველა ტიპის კრისტალური გისოსები შედგება B12 იკოსაჰედრისგან, რომელიც განსხვავებულად არის შეფუთული კრისტალში. β-რომბოედრული მოდიფიკაციისთვის: t PL 2074 °C, t KIP 3658 °C, სიმკვრივე 2340 კგ/მ 3 (293 K), თბოგამტარობა 27.0 W/(m K) (300 K).

ბორი არის დიამაგნიტური, სპეციფიური მაგნიტური მგრძნობელობა -0,78·10 მ 3 / კგ. ეს არის p-ტიპის ნახევარგამტარი, ზოლის უფსკრული არის 1,56 ევ. ბორის სიხისტე მოჰსის მასშტაბით არის 9,3. ახასიათებს ნეიტრონების შთანთქმის მაღალი უნარი (10 B იზოტოპისთვის თერმული ნეიტრონის დაჭერის ჯვარი არის 3,8·10 -25 მ 2).

ბორი ქიმიურად ინერტულია. ის რეაგირებს ჟანგბადთან 700 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, წარმოქმნის მინის ოქსიდს B 2 O 3. 1200 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ბორი რეაგირებს N 2-თან და NH 3-თან და იძლევა ბორის ნიტრიდს BN. აყალიბებს ფოსფიდებსა და არსენიდებს, რომლებიც წარმოადგენენ მაღალტემპერატურულ ნახევარგამტარებს, P და As-ით 700 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე. 2000 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ბორი რეაგირებს ნახშირბადთან და წარმოქმნის ბორის კარბიდებს. ჰალოგენებით ზე ამაღლებული ტემპერატურაქმნის აქროლად ტრიჰალოიდებს, რომლებიც ადვილად ჰიდროლიზდება და მიდრეკილია H ტიპის კომპლექსების წარმოქმნისკენ, ბორი არ ურთიერთქმედებს წყალბადთან, წყალთან, მჟავებთან და ტუტე ხსნარებთან; კონცენტრირებული HNO3 და aqua regia აჟანგავს ბორს ორთობორულ მჟავად H3BO3. ბორის შერწყმა ტუტეებთან ჟანგვის აგენტის თანდასწრებით იწვევს ბორატების წარმოებას. ლითონებით ზე მაღალი ტემპერატურააყალიბებს ბორიდებს. ბორიდებზე მჟავების მოქმედებით შეიძლება მივიღოთ ბოროჰიდრიდები, რომლებსაც ახასიათებთ დანამატის რეაქციები ლითონის ბოროჰიდრიდების წარმოქმნით. ორგანული ელემენტების ბორის ნაერთების შესახებ ინფორმაციისთვის იხილეთ სტატია ორგანობორონის ნაერთები.

ბორი არის მიკროელემენტი მისი შემცველობა მცენარეთა და ცხოველთა ქსოვილებში 10-10 -4%. ბორი მონაწილეობს ნახშირწყალ-ფოსფატის მეტაბოლიზმში. ადამიანის მიერ ბორის შემცველი საკვების მოხმარება იწვევს ნახშირწყლებისა და ცილების მეტაბოლიზმის დარღვევას, რაც იწვევს კუჭ-ნაწლავის დაავადებებს. ბორი არის ბიოგენური ელემენტი, რომელიც აუცილებელია მცენარეთა სიცოცხლისთვის. მცენარის ქსოვილებში ბორის დეფიციტით ან სიჭარბით, რომელიც ჩვეულებრივ ასოცირდება ნიადაგში ელემენტის დეფიციტთან ან ჭარბად, ხდება მორფოლოგიური ცვლილებები და მცენარეთა დაავადებები (გიგანტიზმი, ჯუჯა, ზრდის წერტილების დარღვევა და ა.შ.). ბორის მცირე რაოდენობა მკვეთრად ზრდის მრავალი კულტურის მოსავალს (იხ. მიკროსასუქები).

. წარმოდგენილია ტბების (განსაკუთრებით მწარე) და ზღვების წყალში. ბორის შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 1·10–3% მასის მიხედვით (28-ე ადგილი), ოკეანის წყალში 4,41·10–4% (4,4 მგ/ლ).. მრეწველობაში ბორი მიიღება ბუნებრივი ბორატებისგან: კოლემანიტი და ინიოიტი მუშავდება ტუტე მეთოდით, რათა ბორი გამოუშვას ბორაქსის სახით, ბორაციტი მჟავას მეთოდით მუშავდება ორთობორის მჟავის წარმოქმნით, რომელიც გარდაიქმნება B 2 O 3-ში. ტემპერატურა დაახლოებით 235 ° C. ამორფული ბორი მიიღება ბორაქსის ან B 2 O 3 შემცირებით აქტიურ ლითონებთან - Mg, Na, Ca და ა.შ., ასევე Na ან K დნობის ელექტროლიზით მიიღება BCl 3 ან BF 3 ჰალოიდები წყალბადით, ბორის ჰალოიდების და ჰიდრიდების (ძირითადად B 2 H 6) დაშლა 1000-1500 ° C ტემპერატურაზე ან ამორფული ბორის კრისტალიზაცია.

განაცხადი. ბორი გამოიყენება კოროზიისადმი მდგრადი და თბოგამძლე შენადნობების კომპონენტად, მაგალითად ფერობორონი - Fe-ის შენადნობი 10-20% B-ით, კომპოზიტური მასალებით (ბორის პლასტმასი). ბორის მცირე დამატება (პროცენტის ნაწილი) მნიშვნელოვნად ზრდის ფოლადისა და ფერადი ლითონების შენადნობების მექანიკურ თვისებებს. ბორი გამოიყენება ფოლადის პროდუქტების ზედაპირის გასაჯერებლად (ბორიდაცია) მექანიკური და კოროზიული თვისებების გასაუმჯობესებლად. ბორი გამოიყენება როგორც ნახევარგამტარი თერმისტორების დასამზადებლად. მიღებული ხელოვნური და ბუნებრივი ბორის ნაერთების დაახლოებით 50% გამოიყენება მინის წარმოებაში, ხოლო 30%-მდე სარეცხი საშუალებების წარმოებაში. ბევრი ბორიდი გამოიყენება როგორც საჭრელი და აბრაზიული მასალა. ფერომაგნიტი Nd 2 Fe 14 V გამოიყენება ძლიერი მუდმივი მაგნიტების დასამზადებლად, ფერომაგნიტური შენადნობი Co-Pt-Cr-B გამოიყენება როგორც ჩამწერი საშუალება თანამედროვე ინფორმაციის შესანახ მედიაში. ბორი და მისი შენადნობები ნეიტრონის შთამნთქმელია ბირთვული რეაქტორებისთვის საკონტროლო ღეროების წარმოებაში.

ლიტ.: ბორი, მისი ნაერთები და შენადნობები. კ., 1960; Golikova O., Samatov S. ბორი და მისი ნახევარგამტარული ნაერთები. ტაშ., 1982; ბორის ქიმია ათასწლეულში / ედ. R. W. King. ამსტ.; Оxf., 1999 წ.

A. A. Eliseev, Yu D. Tretyakov.

ბორი არის მესამე ჯგუფის, მეორე პერიოდის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი, ატომური ნომრით 5. აღინიშნება B სიმბოლოთი (ლათ. ბორიუმი). თავისუფალ მდგომარეობაში ბორი არის უფერო, ნაცრისფერი ან წითელი კრისტალური ან მუქი ამორფული ნივთიერება. ცნობილია ბორის 10-ზე მეტი ალოტროპული მოდიფიკაცია, რომელთა წარმოქმნა და ურთიერთგადასვლები განისაზღვრება იმ ტემპერატურით, რომლითაც ბორი მიიღება.

სახელის ისტორია და წარმოშობა

იგი პირველად მიიღეს 1808 წელს ფრანგმა ფიზიკოსებმა ჟ. გეი-ლუსაკმა და ლ. ტენარმა ბორის ანჰიდრიდის B 2 O 3 კალიუმის მეტალთან გახურებით. რამდენიმე თვის შემდეგ ბორი H. Davy-მ მიიღო გამდნარი B 2 O 3 ელექტროლიზით.

ბუნებაში ყოფნა

ბორის საშუალო შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 4 გ/ტ. ამის მიუხედავად, ცნობილია ბორის 100-მდე მინერალი; ის თითქმის არასოდეს გვხვდება "უცხო" მინერალებში. ეს აიხსნება, პირველ რიგში, იმით, რომ რთული ბორის ანიონები (კერძოდ, ამ ფორმით იგი გვხვდება მინერალების უმეტესობაში) არ აქვთ საკმარისად გავრცელებული ანალოგები. თითქმის ყველა მინერალში ბორი დაკავშირებულია ჟანგბადთან, ხოლო ფტორის შემცველი ნაერთების ჯგუფი ძალიან მცირეა. ელემენტარული ბორი ბუნებაში არ გვხვდება. ის გვხვდება ბევრ ნაერთში და ფართოდ არის გავრცელებული, განსაკუთრებით დაბალ კონცენტრაციებში; ბოროსილიკატებისა და ბორატების სახით, ისევე როგორც მინერალებში იზომორფული მინარევებისაგან, იგი მრავალი ცეცხლოვანი და დანალექი ქანების ნაწილია. ბორი ცნობილია ნავთობისა და ზღვის წყლებში (ზღვის წყალში 4,6 მგ/ლ), მარილიანი ტბების, ცხელი წყაროების და ტალახის ვულკანების წყლებში.
ბორის ძირითადი მინერალური ფორმები:
ბოროსილიკატები: დატოლიტი CaBSiO 4 OH, დანბურიტი CaB 2 Si 2 O 8
ბორატები: ბორაქსი Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, აშარიტი MgBO 2 (OH), ჰიდრობორაციტი (Ca, Mg) B 2 O 11 6H 2 O, inioit Ca 2 B 6 O 11 13H 2 O, კალიბრიტი KMg 2 B 11 O 19 9H 2 O.
ასევე არსებობს ბორის საბადოების რამდენიმე ტიპი:
1. ბორატების დეპოზიტები მაგნიტურ სკარნებში:
- ლუდვიგიტის და ლუდვიგიტ-მაგნიტის მადნები;
- კოტოიტის მადნები დოლომიტის მარმარილოებში და კალციფირებში;
- აშარიტის და აშარიტ-მაგნიტის მადნები.
2. ბოროსილიკატების საბადოები კირქოვან სკარნებში (დატოლიტის და დანბურიტის მადნები);
3. ბოროსილიკატების დეპოზიტები გრეიზენში, მეორად კვარციტებში და ჰიდროთერმულ ვენებში (ტურმალინის კონცენტრაცია);
4. ვულკანოგენურ-დანალექი:
- ვულკანური აქტივობის პროდუქტებიდან დეპონირებული ბორის საბადოები;
- ტბის ნალექებში ბორატული მადნების ხელახალი დეპონირება;
- ჩამარხული დანალექი ბორატიული მადნები.
5. ჰალოგენურ-დანალექი საბადოები:
- ბორატების საბადოები ჰალოგენურ საბადოებში;
- ბორატის საბადოები მარილის გუმბათების ზემოთ თაბაშირის თავსახურში.

ფიზიკური თვისებები

უკიდურესად მძიმე ნივთიერება (მეორე ბრილიანტი, ნახშირბადის ნიტრიდი, ბორის ნიტრიდი (ბორაზონი), ბორის კარბიდი, ბორი-ნახშირბად-სილიციუმის შენადნობი, სკანდიუმ-ტიტანის კარბიდი). მას აქვს მსხვრევადობა და ნახევარგამტარული თვისებები (ფართო უფსკრული ნახევარგამტარი).
ბუნებაში ბორი გვხვდება ორი იზოტოპის სახით 10 B (20%) და 11 B (80%).
10 ვ-ს აქვს თერმული ნეიტრონების ძალიან მაღალი შთანთქმის ჯვარი, ამიტომ ბორის მჟავაში 10 ვ გამოიყენება ბირთვულ რეაქტორებში რეაქტიულობის გასაკონტროლებლად.

ქიმიური თვისებები

მრავალი ფიზიკური და ქიმიური თვისებით, არამეტალური ბორი წააგავს სილიკონს.
ქიმიურად ბორი საკმაოდ ინერტულია და ოთახის ტემპერატურაზე ურთიერთქმედებს მხოლოდ ფტორთან. გაცხელებისას ბორი რეაგირებს სხვა ჰალოგენებთან და წარმოქმნის ტრიჰალოიდებს, აზოტით წარმოქმნის ბორის ნიტრიდს BN, ფოსფორთან - ფოსფიდ BP, ნახშირბადთან - სხვადასხვა შემადგენლობის კარბიდებთან (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2). ჟანგბადის ატმოსფეროში ან ჰაერში გაცხელებისას ბორი იწვის დიდი სითბოს გამოყოფით და წარმოიქმნება ოქსიდი B 2 O 3.
ბორი უშუალოდ არ ურთიერთქმედებს წყალბადთან, თუმცა ცნობილია სხვადასხვა შემადგენლობის ბოროჰიდრიდების (ბორანი) საკმაოდ დიდი რაოდენობა, რომლებიც მიიღება ტუტე ან მიწის ტუტე ლითონების ბორიდების მჟავით დამუშავებით.
ძლიერად გაცხელებისას ბორი ავლენს აღდგენითი თვისებებს. მას შეუძლია, მაგალითად, შეამციროს სილიციუმი ან ფოსფორი მათი ოქსიდებიდან. ბორის ეს თვისება შეიძლება აიხსნას ქიმიური ბმების ძალიან მაღალი სიმტკიცით ბორის ოქსიდში B 2 O 3.
ჟანგვის აგენტების არარსებობის შემთხვევაში, ბორი მდგრადია ტუტე ხსნარების მიმართ. ცხელ აზოტულ და გოგირდის მჟავებში და აკვა რეგიაში ბორი იხსნება და წარმოქმნის ბორის მჟავას H 3 VO 3.
ბორის ოქსიდი B 2 O 3 არის ტიპიური მჟავე ოქსიდი. იგი რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის ბორის მჟავას.
როდესაც ბორის მჟავა ურთიერთქმედებს ტუტეებთან, მარილები წარმოიქმნება არა თავად ბორის მჟავისგან - ბორატებისგან (შეიცავს BO 3 3- ანიონს), არამედ ტეტრაბორატებს.

ბიოლოგიური როლი

ბორი არის მნიშვნელოვანი მიკროელემენტი, რომელიც აუცილებელია მცენარეების ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. ბორის ნაკლებობა აჩერებს მათ განვითარებას და იწვევს სხვადასხვა დაავადებებს კულტურულ მცენარეებში. ეს ემყარება ქსოვილებში ჟანგვითი და ენერგეტიკული პროცესების დარღვევას და არსებითი ნივთიერებების ბიოსინთეზის დაქვეითებას. ნიადაგში ბორის დეფიციტის დროს სოფლის მეურნეობაში იყენებენ ბორის მიკროსასუქებს (ბორის მჟავა, ბორაქსი და სხვა) მოსავლიანობის გაზრდის, პროდუქციის ხარისხის გასაუმჯობესებლად და მცენარეთა რიგი დაავადებების თავიდან ასაცილებლად.
ბორის როლი ცხოველებში არ არის ნათელი. ადამიანის კუნთოვანი ქსოვილი შეიცავს (0,33-1)×10 -4% ბორს, ძვლოვან ქსოვილს (1,1-3,3)×10 -4%, ხოლო სისხლს - 0,13 მგ/ლ. ყოველდღიურად ადამიანი საკვებიდან იღებს 1-3 მგ ბორს. ტოქსიკური დოზა - 4 გ.
რქოვანას დისტროფიის ერთ-ერთი იშვიათი სახეობა ასოცირდება გენთან, რომელიც აკოდირებს გადამტან პროტეინს, რომელიც სავარაუდოდ არეგულირებს ბორის უჯრედშიდა კონცენტრაციას.