BOR (latīņu Borum), B, periodiskās tabulas īsās formas III grupas ķīmiskais elements (garās formas 13. grupa), atomskaitlis 5, atommasa 10,811; nemetāls.Dabā ir divi stabili izotopi: 10 V (19,9%) un 11 V (80,1%); Izotopi ar masas numuriem 7-19 tika mākslīgi iegūti.

Vēsturiska atsauce. Dabiskie bora savienojumi, galvenokārt boraks, ir zināmi kopš agrīnajiem viduslaikiem. Boraks jeb tinkal tika ievests Eiropā no Tibetas un tika izmantots metālu, galvenokārt zelta un sudraba, kalšanā. Elementa nosaukums cēlies no arābu nosaukuma borax buraq (burak) un vēlīnā latīņu borax (borax). Boru atklāja 1808. gadā: J. Gay-Lussac un L. Thénard izolēja elementu no oksīda B 2 O 3, karsējot ar metālisku kāliju, G. Davy - ar izkausēta B 2 O 3 elektrolīzi.

Izplatība dabā. Bora saturs zemes garozā ir 5·10 -3 masas %. Brīvā formā nav atrasts. Svarīgākie minerāli: boraks Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, korenīts Na 2 B 4 O 7 -4H 2 O, kolemanīts Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O uc Bors ir koncentrēts kālija borātu veidā. un sārmzemju elementi nogulumiežu iežos (sk. dabiskos borātus, bora rūdas).

Īpašības. Bora atoma ārējā elektronu apvalka konfigurācija ir 2s 2 2p 1 ; oksidācijas pakāpe +3, reti +2; Paulinga elektronegativitāte 2,04; atomu rādiuss 97 pm, jonu rādiuss B 3+ 24 pm (koordinācijas numurs 4), kovalentais rādiuss 88 pm. Jonizācijas enerģija B 0 → B + → B 2+ → B 3+ 801, 2427 un 3660 kJ/mol. B(OH) 3 /B 0 pāra standarta elektrodu potenciāls ir -0,890 V.

Boram ir vairākas alotropiskas modifikācijas. Temperatūrā zem 800 °C veidojas amorfs bors (tumšs pulveris, blīvums 2350 kg/m3), diapazonā no 800-1000 °C - α-romboedriska modifikācija (sarkanie kristāli), 1000-1200 °C - β-romboedrāls modifikācija (tumša ar sarkanīgu nokrāsu, visstabilākā), 1200-1500 ° C - tetragonālas modifikācijas. Temperatūrā virs 1500 °C β-romboedriskā modifikācija ir stabila. Visu veidu kristāla režģi sastāv no B12 ikosaedra, kas kristālā ir iepakoti dažādi. β-romboedriskai modifikācijai: t PL 2074 °C, t KIP 3658 °C, blīvums 2340 kg/m 3 (293 K), siltumvadītspēja 27,0 W/(m K) (300 K).

Bors ir diamagnētisks, īpatnējā magnētiskā jutība -0,78·10 m 3 /kg. Tas ir p veida pusvadītājs, joslas sprauga ir 1,56 eV. Bora cietība pēc Mosa skalas ir 9,3. Tam raksturīga augsta spēja absorbēt neitronus (10 B izotopam termiskā neitronu uztveršanas šķērsgriezums ir 3,8·10 -25 m 2).

Bors ir ķīmiski inerts. Tas reaģē ar skābekli temperatūrā virs 700 °C, veidojot stiklveida oksīdu B 2 O 3. Temperatūrā virs 1200 °C bors reaģē ar N 2 un NH 3, radot bora nitrīdu BN. Veido fosfīdus un arsenīdus, kas ir augstas temperatūras pusvadītāji, ar P un As temperatūrā virs 700 °C. Temperatūrā virs 2000 °C bors reaģē ar oglekli, veidojot bora karbīdus. Ar halogēniem paaugstinātā temperatūrā tas veido gaistošus trihalogenīdus, kas viegli hidrolizējas un ir pakļauti H tipa kompleksu veidošanai; bors nesadarbojas ar ūdeņradi, ūdeni, skābēm un sārmu šķīdumiem. Koncentrēts HNO 3 un ūdens regija oksidē boru par ortoborskābi H 3 VO 3. Bora saplūšana ar sārmiem oksidētāja klātbūtnē izraisa borātu veidošanos. Augstās temperatūrās ar metāliem veido borīdus. Skābēm iedarbojoties uz borīdiem, var iegūt borhidrīdus, kam raksturīgas pievienošanās reakcijas ar metālu borhidrīdu veidošanos. Informāciju par organisko elementu bora savienojumiem skatiet rakstā Bora organiskie savienojumi.

Bors ir mikroelements, tā saturs augu un dzīvnieku audos ir 10-10-4%. Bors ir iesaistīts ogļhidrātu-fosfātu metabolismā. Cilvēku uzturā ar augstu bora saturu tiek traucēta ogļhidrātu un olbaltumvielu vielmaiņa, kas izraisa kuņģa-zarnu trakta slimības. Bors ir biogēns elements, kas nepieciešams augu dzīvībai. Ja augu audos ir bora deficīts vai pārpalikums, kas parasti ir saistīts ar elementa deficītu vai pārpalikumu augsnē, rodas morfoloģiskas izmaiņas un augu slimības (gigantisms, pundurisms, augšanas punktu traucējumi utt.). Nelieli bora daudzumi ievērojami palielina daudzu kultūru ražu (skatiet sadaļu Mikromēslojums).

Kvīts. Rūpniecībā boru iegūst no dabīgiem borātiem: kolemanītu un iniotu apstrādā ar sārmainu metodi, lai atbrīvotu boru boraksa veidā, boracīts tiek apstrādāts ar skābes metodi, veidojot ortoborskābi, kas pārvēršas par B 2 O 3. temperatūra ir aptuveni 235 ° C. Amorfo boru iegūst, reducējot boraks vai B 2 O 3 ar aktīviem metāliem - Mg, Na, Ca u.c., kā arī elektrolīzē Na vai K kausējumu.Kristālisko boru iegūst, reducējot BCl 3 vai. BF 3 halogenīdi ar ūdeņradi, bora halogenīdu un hidrīdu (galvenokārt B 2 H 6) sadalīšanās 1000-1500 ° C temperatūrā vai amorfā bora kristalizācija.

Pieteikums. Boru izmanto kā korozijizturīgu un karstumizturīgu sakausējumu sastāvdaļu, piemēram, feroboru - Fe sakausējumu ar 10-20% B, kompozītmateriālus (bora plastmasas). Neliela bora piedeva (procenta daļa) ievērojami palielina tērauda un krāsaino metālu sakausējumu mehāniskās īpašības. Boru izmanto tērauda izstrādājumu virsmas piesātināšanai (boridācijai), lai uzlabotu mehāniskās un korozijas īpašības. Boru izmanto kā pusvadītāju termistoru ražošanā. Aptuveni 50% no iegūtajiem mākslīgajiem un dabīgajiem bora savienojumiem tiek izmantoti stikla ražošanā, bet līdz 30% - mazgāšanas līdzekļu ražošanā. Daudzus borīdus izmanto kā griešanas un abrazīvus materiālus. Feromagnēts Nd 2 Fe 14 V tiek izmantots jaudīgu pastāvīgo magnētu ražošanai, feromagnētiskais sakausējums Co-Pt-Cr-B tiek izmantots kā ierakstīšanas līdzeklis mūsdienu informācijas nesējos. Bors un tā sakausējumi ir neitronu absorbētāji kodolreaktoru vadības stieņu ražošanā.

Lit.: Bors, tā savienojumi un sakausējumi. K., 1960; Goļikova O., Samatovs S. Bors un tā pusvadītāju savienojumi. Taš., 1982; Bora ķīmija tūkstošgadē / Red. R. V. Kings. Amst.; Оxf., 1999.

A. A. Elisejevs, Ju. D. Tretjakovs.

DEFINĪCIJA

Bor- piektais periodiskās tabulas elements. Apzīmējums - B no latīņu valodas "borum". Atrodas otrajā periodā, IIIA grupa. Attiecas uz nemetāliem. Kodollādiņš ir 5.

Bors dabā ir salīdzinoši reti sastopams; kopējais saturs zemes garozā ir aptuveni 10 -3% (masas).

Galvenie dabiskie bora savienojumi ir borskābe H 3 BO 3 un borskābju sāļi, no kuriem pazīstamākais ir boraks Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O.

Normālos apstākļos bors ir viela ar kristālisku struktūru (romboedrisku sistēmu) tumši pelēkā krāsā (1. att.). Tas ir ugunsizturīgs (kušanas temperatūra 2075 o C, viršanas temperatūra 3700 o C), diamagnētisks, un tam piemīt pusvadītāju īpašības.

Rīsi. 1. Bors. Izskats.

Bora atomu un molekulmasa

Relatīvā molekulmasa M r ir molekulas molārā masa, kas dalīta ar 1/12 oglekļa-12 atoma molārās masas (12 C). Tas ir bezizmēra lielums.

Relatīvā atommasa A r ir vielas atoma molārā masa, kas dalīta ar 1/12 no oglekļa-12 atoma molārās masas (12 C).

Tā kā brīvā stāvoklī bors pastāv monatomisku B molekulu veidā, tā atomu un molekulmasu vērtības sakrīt. Tie ir vienādi ar 10,806.

Bora allotropija un alotropās modifikācijas

Boram raksturīga alotropijas izpausme, t.i. pastāvēšana vairāku vienkāršu vielu veidā, ko sauc par alotropiskām (alotropiskām) modifikācijām. Pirmkārt, bors pastāv divos agregācijas stāvokļos - kristāliskā (pelēkā krāsā) un amorfā (baltā krāsā). Otrkārt, kristāliskā formā boram ir vairāk nekā 10 alotropu modifikāciju. Piemēram, bora atomus var apvienot B 12 grupās, kurām ir ikosaedra – divdesmitedra forma (2. att.).

Rīsi. 2. Bora atomu ikosaedrisks grupējums B 12.

Šie B12 ikosaedri savukārt kristālā var atrasties viens pret otru dažādos veidos:

Bora izotopi

Dabā bors pastāv divu stabilu izotopu 10B (19,8%) un 11B (80,2%) formā. To masas skaitļi ir attiecīgi 10 un 11. Bora izotopa 10 B atoma kodols satur piecus protonus un piecus neitronus, un izotopā 11 B ir vienāds skaits protonu un četri neitroni.

Ir divpadsmit mākslīgie (radioaktīvie) bora izotopi ar masas skaitļiem no 5 līdz 17, no kuriem stabilākais ir 8 B ar pussabrukšanas periodu 0,77 s.

Bora joni

Bora atoma ārējā enerģijas līmenī ir trīs elektroni, kas ir valence:

1s 2 2s 2 2p 1 .

Ķīmiskās mijiedarbības rezultātā bors var zaudēt valences elektronus, t.i. būt to donoram, un pārvērsties par pozitīvi lādētu jonu (B 3+) vai pieņemt elektronus no cita atoma, t.i. būt to akceptoram un pārvērsties par negatīvi lādētu jonu (B 3-):

B 0 -3e → B 3+ ;

B 0 +3e → B 3- .

Bora molekula un atoms

Brīvā stāvoklī bors eksistē monatomisku molekulu B formā. Piedāvāsim dažas bora atomu un molekulu raksturojošas īpašības:

Bora sakausējumi

Metalurģijā boru izmanto kā piedevu tēraudam un dažiem krāsaino metālu sakausējumiem. Ļoti maza bora daudzuma pievienošana samazina graudu izmēru, kas uzlabo sakausējumu mehāniskās īpašības. Tiek izmantota arī tērauda izstrādājumu virsmas piesātināšana ar boru - borēšana, kas palielina cietību un izturību pret koroziju.

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

2. PIEMĒRS

Vingrinājums	Atrodiet bora savienojuma ar ūdeņradi (borānu) formulu, kura sastāvs masas daļās ir procenti: bors - 78,2; ūdeņradis - 21,8. Ja šīs gāzes 1 cm 3 masa ir vienāda ar 1 cm 3 slāpekļa masu.
Risinājums	Elementa X masas daļu NX sastāva molekulā aprēķina, izmantojot šādu formulu: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Apzīmēsim savienojumā iekļauto elementu molu skaitu kā “x” (bors), “y” (ūdeņradis). Tad molārā attiecība izskatīsies šādi (relatīvās atomu masas vērtības, kas ņemtas no D.I. Mendeļejeva periodiskās tabulas, ir noapaļotas līdz veseliem skaitļiem): 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. Tas nozīmē, ka vienkāršākā formula bora savienojumam ar ūdeņradi (borānu) būs BH 3 un molārā masa ir 14 g/mol. Atbilstoši problēmas apstākļiem: m(N2) = M(N2) × V(N2) / V m = 28 × 1 / 22,4 = 1,25 g. m(B x Hy) = M(B x Hy) × V(B x Hy) / V m = M(B x Hy) × 1 / 22.4. m(N2) = m(B x Hy) = M(B x Hy) × 1/22,4; M (B x H y) = m (N 2) × 22,4 = 1,25 × 22,4 = 28 g/mol. Lai atrastu vielas patieso formulu, mēs atrodam iegūto molāro masu attiecību: M(B x Hy)/M(BH3) = 28/12 = 2. Tas nozīmē, ka bora un ūdeņraža atomu indeksiem jābūt 2 reizes lielākiem, t.i. borāna formula būs B 2 H 6 .
Atbilde	B2H6

ķīmiskais elements, B

Alternatīvi apraksti

. (tušas) paisuma viļņa izplatīšanās upes augšpus pa estuāru

Nīlss (1885-1962) dāņu fiziķis, viens no mūsdienu fizikas pamatlicējiem, Nobela prēmija 1922.

Aage (dzimis 1922. gadā) dāņu fiziķis, Nobela prēmija (1975, kopā ar B. Motelsonu un Dž. Rainvoteru)

Haralda (1887-1951) dat. matemātiķis

Skandināvu mitoloģijā Odina tēvs (mītisks)

Pilsēta (kopš 1938) Krievijā, Ņižņijnovgorodas apgabalā, pie Volgas upes

Pilsēta Dienvidslāvijā, Serbijā

Zobu urbis

Paisuma vilnis, kas lielā ātrumā pārvietojas pret upes straumi ūdens šahtas veidā ar apgāztu cekuli

Priežu mežs smilšainās un akmeņainās augsnēs

Starp Ivana Šiškina gleznām ir “Priede...”

Tērauda urbis, ko izmanto zobārstniecības praksē

Zālaugu dzimta

Skujkoks, priedes šķirne, var. Borika

Ķīmiskais elements

Skandināvu pērkons

Pēc Dāla teiktā, šis vārds nozīmē "tirdzniecība, tirgus, tirgus", taču daudzi cilvēki to asociē ar slaveno dāni un tajā pašā laikā ar "numuru pieci".

Ķīmiskais elements, visizturīgākais pret plīsumiem

Mežs ar čiekuriem

Kurš fiziķis izveidoja atoma modeli?

Dāņu fiziķis, Nobela prēmijas laureāts (1975)

Dāņu fiziķis, Nobela prēmijas laureāts (1922), mūsdienu fizikas pamatlicējs

Mežs, kas deg ar sieru

Krievu rakstnieka S. Krutilina romāns “Apraskins...”

Piektais elements, bet ne Luka Besona filma

. "meža" ķīmiskais elements

Skujkoku mežs

Zāļu dzimtas augs

Paisuma vilnis

Dieva tēvs Odins

Blīvs egļu mežs

Fiziķis Nils...

Mežs ar daudz čiekuriem

Mežs, kur čaukst priedes

Priežu mežs

Mežs ar priedēm

Kas radīja atoma modeli?

Priežu pudurs

Koku nūjas

Zobārsta urbis

Priežu pudurs

Priede...

Siers aizdegās...

Gan zinātnieks, gan priede

Elements Nr.5

Dāņu fiziķis

Odina tēvs

Piektais elements, bet ne filma

. zobārsta urbis

Meža dedzināšana ar sieru

Piektais elements

Augstu ērkšķu mežs

Nils no fiziķiem

Periodiskajā tabulā tas ir 5. numurs

Starp oglekli un beriliju

Piektais ķīmiskais elements

. (Svjatobors) godībā. mīts. mežu dievs, medību patrons

Piektā ķīmisko elementu kolonna

Mežs, kurā aug priedes

Sviestzivīm piemērota koksne

Mežs ar priežu smaržu

Skujkoku mežs

Dāņu fiziķis, atoma planētu modeļa radītājs

Ķīmiskais elements, kristāliska viela

Skandināvu mitoloģijā dievs, Odina tēvs

Dāņu fiziķi, tēvs (1885-1962, Nobela prēmija 1922) un dēls (Nobela prēmija 1975)

Dāņu matemātiķis (1887-1951)

Pilsēta Ņižņijnovgorodas apgabalā

Pilsēta Serbijā

Priežu mežs

Ķīmiskā elementa nosaukums

. Zobārsta "urbis"

. "Meža" ķīmiskais elements

Kurš fiziķis izveidoja atoma modeli

Kurš radīja atomu modeli

M. (ņemt) rāt, paņemt, atstāt un saņemt; Tirgotāji saka, ka nav bora, nav analīzes, nav preču pieprasījuma. Ugunskurs kaulēties. tirgus, tirgus, tirgus; Novinny Bor, audekla tirgus. Zvaigzne. iekasēšana, piedziņa, nodoklis, naudas nodeva. Garlaicīgi, izmantojot garlaicīgu rīku, paņemt ar rokām, saplēst. Ogu gurķi, savākšana. Garlaicīgas zivis, nokošana. Preces uz mežu, uz mežu ved uz kredīta, nevis par skaidru naudu. Sarkans vai skujkoku mežs; celtniecības priežu vai egļu mežs uz sausas augsnes, kalnā; svaiga zeme, tīrs mandijas priežu mežs, virs smilšmāla; efedra ar ogu krūmiem un sēnēm. Dzirkstele aizdedzināja bora sieru. Sieviete staigāja pa mežu, novilkusi trīs kurpes, ilgu laiku. Kāda cita dvēsele ir blīvs mežs. Bažeņijs nav urbums, bet gan topper. Katra priede trokšņo savā mežā (sūta ziņas savam mežam). Siers-bors aizdegās, nepatikšanas, troksnis no nekā. Ziemeļi sausums, sausa zeme, pretējais dzimums. tundra, purvs, palienes. Arch. novg. apbedījums, kapsēta, Bozhya Nivka, jo tur kapsētām ir izvēlēta sausa zeme vai kalna nogāze. Borkā, novg.-Vald. kapsētā. Nolaist bora, kroka apģērbā, grumba sejā. Augs Panicum miliaceum, Milium effusum, melnais, putnu prosa, prosa, prosa, prosa ģints melnos čiekuros (simb. sam.) Divy bors, augs Alopecurus pratensis, glashnik, pļavas kviešu zāle, lapsaste, viendabīga ar arzānu. Borovoy, kas saistīts ar priežu mežu, mežu. Bora vieta, smilšaina, sausa, zem skujkoku meža, kadiķiem un viršiem. Augšzeme, bērza zāle, krūmmellene, mežacūka. Borovaya putra, no bora putraimiem, no bora prosa. Trimdā cūka, matainā zāle, matainais augs, Adonis vernalis augs. Borovnoja mežs, ziemeļi. priede, urbis un masts, uz sausas zemes. Borona vieta, priežu mežs, daudz priežu mežos. Bora kaftāns, ar burām (sk. boru). Borovina augstiene, skujkoku, bezgraudu augsne. Borovinka noniecinās. mazu, bet labu ābolu šķirne. Baravikas m. ēdamā sēne Boletus bovinus (mutabilis?) Arch.-mes. slota, goliks, slota, jo slotas ir adītas bērzu mežā, mežā, sausumā, nevis tundrā. kāršu spēle, sarkanā uzvalka, baravikas un melnā, kraukļa spārna izvēle. Rubeņi, īpaši rubeņi, bet daudz lielāki par parastajiem rubeņiem, iespējams, rubeņu krustojums. Kaļužska. skvoša ieleja. Baravikas pl. savvaļas, cūku bites; augs Chimaphila umbellata, stannik, borovaya trimdas, ramen trimdas. Borovika Rjaza. krūms un brusenes, brūkleņu ogas. Borovnikas m. augs Digitaria, mohar. Blitum augs, baravikas, zhminda, zhmonda, atkritumu zāle; Blitum virgatum, varenes ogas. Borovaya nyasha, borovnitsa? uz ziemeļiem Ārstniecības augs tautas vidū, gar meža ezeru un baseinu krastiem. Cīņa Psk. o nogulumi: aizauguši ar skuju kokiem, brikšņi

M. ķīmiskā. uzliesmojoša viela, kas iegūta no boraksa un kalpo par borskābes bāzi

Pēc Dāla teiktā, šis vārds nozīmē "kaulēšanās, tirgus, tirgus", taču daudzi cilvēki to asociē ar slaveno dāni un vienlaikus ar "numuru piektais".

Krievu rakstnieka S. Krutilina romāns "Apraskins..."

Starp Ivana Šiškina gleznām ir "Priede..."

Kas ir ķīmiskais elements B

Elements numur pieci

No vistas līdz cilvēkam. Parasti viņi saka: "No pērtiķa." Bet šeit nav runa par evolūciju, bet gan par svarīguma pierādīšanu borsķermenim.

Līdz 1981. gadam šis elements tika uzskatīts par nesvarīgu un nebija jāiekļauj uzturā. Zinātnieku uzskatus satricināja vistas.

To audzēšana bija veiksmīgāka, ja ietvēra diētu bors. Tā nepieciešamība cāļiem tika pierādīta 1985. gadā, un 1990. gados tas nonāca pie cilvēkiem.

Izrādījās, ka bors - elements, saglabājot kaulu blīvumu.

Turklāt viela uztur normālu gan vīriešu, gan sieviešu hormonu, tas ir, estrogēna un progesterona, ražošanu.

Eksperimenti ir parādījuši, ka ņemot bora preparāti, cilvēki zaudē par 40% mazāk un par 33% mazāk.

Bora īpašības

Bors ir ķīmisks elements, stāvot pie 5. numura. Vielas struktūra ir atoma.

Tas ir raksturīgi metāliem, tomēr bors nav viens no tiem. Elements ir izņēmums savā nemetālu grupā.

Faktiski tie periodiskajā tabulā atrodas uz līnijas, kas novilkta no bora līdz, un virs tās.

Nemetālus raksturo molekulārā struktūra, bet 5. viela arī atrodas ārpus noteikumiem.

Atomu režģis nodrošina varonim rekordaugstu stiepes izturību 5,7 hektopaskāli.

Nav brīnums, ka tas ir šķiedrains bors - ķīm. elements pievieno kompozītmateriāliem.

Tie ir radīti mākslīgi, apvienojot sastāvdaļas ar dažādām īpašībām. Rezultāts ir vieglas, bet stingras, izturīgas un nodilumizturīgas konstrukcijas.

Bora atomi sastāv no 5 protoniem un tāda paša skaita jeb 6 neitroniem. Attiecīgi ir divi dabiskie izotopi: - 10. un 11..

Uz elementa atoma elektronu apvalkiem rotē 5 daļiņas. Divi elektroni atrodas orbītā, kas atrodas vistuvāk kodolam, un trīs atrodas tālākajā.

Tāpēc standarta bora valence vienāds ar +3. Valence attiecas uz atoma spēju veidot noteiktu skaitu ķīmisko saišu ar citiem elementiem.

Trīs mijiedarbībai gatavi elektroni nodrošina 5. elementu ar augstu ķīmisko aktivitāti.

Raksturīga, piemēram, ir saķepināšanas reakcija ar metāla pulveriem. Veidojas borīdi. 5. viela “tiecas” uz . Tiesa, izveidotais borhidrīds ir nestabils.

Un šeit bora oksīdi stabils. Pēdējos parasti iegūst augstā temperatūrā no citu elementu oksīdiem. Tādējādi bors var aizstāt oglekli oglekļa monoksīdā, silīciju.

Bora savienojumi ir tās vienīgie pārstāvji dabā. 5.elementu brīvā veidā iegūst tikai laboratorijās.

Pirmo reizi eksperiments bija veiksmīgs Henri Moissan. Franču ķīmiķis izstrādāja magnija termisku metodi tīra iegūšanai bors. Periodiskās tabulas elements reakcijas laikā ekstrahēts: B 2 O 3 + 3Mg -à3MgO + 2B.

Tajā pašā laikā galīgais bors bija piesārņots ar piemaisījumiem ne vairāk kā par 10%. Mēs varējām redzēt elementa izskatu.

Tā ir cieta, pelēka viela. To var izkausēt tikai 4000 grādu temperatūrā pēc Celsija.

Divi dabiskie bora izotopi būtiski atšķiras pēc to īpašībām, jo ​​īpaši pēc to termiskās neitronu uztveršanas šķērsgriezuma.

Pēdējie izraisa atomu reakcijas. Uztveršanas šķērsgriezums ir bora kodola spēja uztvert lēnos neitronus. Ja indikators ir augsts, varat regulēt reakcijas gaitu un to apturēt.

Tas nozīmē, ka vielas ar lielu uztveršanas šķērsgriezumu ir piemērotas kodolreaktora stieņiem. No bora izotopiem ir piemērots tikai viens. Mēs jums pateiksim nākamajā nodaļā.

Bora pielietojums

Neliels svars ir piemērots reaktora stieņiem. bora izotops, tas ir, B10. Tam ir ne tikai liels uztveršanas šķērsgriezums, bet arī pirmais starp visiem periodiskās tabulas elementiem.

11. boram, gluži pretēji, ir viszemākais rādītājs. Attiecīgi 5. vielas smago versiju var izmantot reaktoru karstajā zonā. Tas ir, B11 ir lielisks strukturāls materiāls atomelektrostacijām.

Kodolenerģētikā viņi vērtē ne tikai tīrs bors, bet arī tā saistība ar .

Tā ir gāze, kas nepieciešama termiskajos neitronu skaitītājos. Tos sauc arī par boru. Iekārta kalpo kā starojuma uztvērējs.

Kodolreaktoros, un ne tikai, bora ugunsizturība un karstumizturība noder.

Tāpēc elements kļūst par papildinājumu daudziem. Visbiežāk tie piesātina savu virsmu.

Šo procesu sauc par urbšanu. Kā likums, viņi tam ir pakļauti. To virsma kļūst izturīgāka un izturīgāka pret koroziju.

Tā rezultātā borētais tērauds var kalpot agresīvā vidē un izturēt paaugstinātas triecienslodzes.

Zobārsti jau ilgu laiku ir izmantojuši bora karbīdus, tas ir, savienojumus ar oglekli. Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc viņus tā sauc?

Tā kā urbji ierīcēs ir izgatavoti no sakausējuma ar 5. elementa karbīdu. Tas ir ātrākais un efektīvākais zobu urbšanas veids.

Bora formula in: - B 4 C. Ir arī retāks savienojums B 13 C 2. Abi ir lieliski abrazīvie līdzekļi, jo .

Piektās vielas nitrīdi, tas ir, tās savienojumi ar, ir lieliski pusvadītāji.

To vadītspēja ir lielāka nekā dielektriķiem, bet mazāka nekā metāliem.

Pusvadītāji ir nepieciešami integrālajās shēmās, tranzistoros un optoelektronikā.

Materiālu noslēpums ir tāds, ka, paaugstinoties temperatūrai, tie sāk labāk vadīt strāvu. Parastie vadītāji, gluži pretēji, zaudē savas īpašības siltumā.

Bora ekstrakcija

Savienojumos boru iegūst no zemes zarnām. Vidēji vienā tonnā akmens ir 4 grami 5. elementa.

Visvairāk, apmēram 100 mikrogrami uz kilogramu akmeņu, bora iekšā. To meklē arī tur, kur ir sārmainas augsnes.

Tie ir visvairāk piesātināti ar elementu. Interesanti, ka to var iegūt pat no jūras augiem. Tie satur 120 mikrogramus 5. vielas uz kilogramu.

No minerāliem uleksīts ir bagātākais ar boru. Tā noguldījumi, piemēram, ir izstrādāti Čīlē. Kopējās rezerves tiek lēstas 30 000 000 tonnu apmērā.

Visas atradnes atrodas Atakamas tuksnesī. Pirmās piegādes no šejienes sākās 19. gadsimta vidū, tūlīt pēc dzelzceļa izbūves valstī.

Nav teikts, cik tajos gados maksāja bors. Tomēr mēs varam uzzināt pašreizējo cenu zīmi.

Bora cena

Produktu izmaksas ir atkarīgas no veida un apjoma. Tātad metalurģijā jums ir nepieciešams tīrs, amorfais bors.

Vielu sauc par amorfu, bet tai nav kristāla režģa.

Ja rūpnieki iegādājas kristālisku elementu, tad to vajadzētu pēc iespējas sasmalcināt.

Tātad, amorfais bora pulveris, kas iepakots 15 kilogramos, maksā apmēram 9000 rubļu.

Tomēr ir piedāvājumi, kur kilograms tiek novērtēts tikai par 50 rubļiem. Šeit jums jau ir jāsavāc dokumentācija par piegādātāju.

Zemo izmaksu iemesls var būt bora piesārņojums un liels piemaisījumu procentuālais daudzums. Lai gan ir arī godīgi piedāvājumi, īpaši vairumtirdzniecības piegādēm.

Kas attiecas uz piektā elementa savienojumiem, karbīdiem tie dod no 100 līdz 700 rubļiem. Šī ir cena par 1000 gramiem.

Izmaksu atšķirības ir saistītas ar dažādām karbīdu formulām un īpašībām. Par kilogramu boranhidrīta jāmaksā ap 250, bet par nitrīdu - vairāki tūkstoši rubļu.

Tas arī notiek organoborons. Šis ir kompleksais mēslojums, jo, ja 5.elements nebūtu vajadzīgs augiem, kā arī cilvēka organismam, tas netiktu iegūts no aļģēm. Tipisks organobor iepakojums ir litrs. Tās izmaksas ir 350-400 rubļu.

Visbiežāk idejas par boru ir saistītas nevis ar vienkāršu vielu, kuras īpašības ir maz zināmas, bet ar savienojumiem - borskābi vai tās sāli, ko sauc par boraks. Elements bors ir plaši izplatīts zemes garozā, pietiek ar to, ka to satur vairāk nekā simts iežu un minerālu. Mūsu rakstā mēs pētīsim elementa fizikālās un ķīmiskās īpašības un apsvērsim bora un tā savienojumu pielietojuma jomas rūpniecībā, medicīnā un lauksaimniecībā. Interesants ir arī jautājums par borātu ietekmi uz cilvēka organismu un to lomu vielmaiņā, ko noskaidrosim, izmantojot konkrētus piemērus.

Fizikālo īpašību pazīmes

Personai, kas nav saistīta ar ķīmiju, elementa galvenās īpašības - agregācijas stāvoklis, blīvums, viršanas vai kušanas temperatūra - ir maz zināmi. Turklāt elements bors dabā nav sastopams kā vienkārša viela. Normālos apstākļos tā ir tumšas krāsas amorfa masa. Kristāliskajai formai ir dažādas krāsas: bezkrāsains, sarkans vai pelēks. Savienojums var veidot līdz pat desmit veidu alotropām modifikācijām, kas atšķiras pēc kristāliskā režģa struktūras. Tas savukārt ir atkarīgs no temperatūras, kādā viela iegūta. Bors ir trausls, bet ļoti ciets, un ar šo raksturlielumu tas ir otrais pēc dimanta; tas arī labi vada elektrību.

Pozīcija periodiskajā tabulā: savienojuma raksturīgās pazīmes

Elementa bora īpašības nosaka vieta, ko tas ieņem ķīmiskajos elementos D.I. Mendeļejevs. Tā kā viela, kuru mēs pētām, ir p-elements, tai piemīt gan nemetāliskas, gan metāliskas īpašības, un savienojumos tās oksidācijas pakāpe ir +3. Tas nozīmē, ka, lai izveidotu ķīmisko saiti, bora atoms atsakās no trim elektroniem, kas atrodas pēdējā enerģijas līmenī. Tam ir daudzas fizikālās un ķīmiskās īpašības ar silīciju, kas atrodas pa diagonāli periodiskajā tabulā. Tabulas 13. grupā ķīmiskā elementa bora īpašībām ir visizteiktākais nemetāliskais raksturs. Palielinoties atoma kodola lādiņam, visi pārējie pārstāvji - alumīnijs, gallijs, indijs - piedzīvo pakāpenisku metālu īpašību pieaugumu. Elementa atomi atrodami divu izotopu formā ar masas skaitļiem 10 un 11. Pirmajam no tiem ir kāda interesanta īpašība, kas ļāva izotopu izmantot kodolfizikā, otrs tiek aktīvi izmantots metalurģiskajā ražošanā. Apskatīsim tos tuvāk.

Elementa loma mūsdienu nozarēs

10 B izotops spēj absorbēt ātri kustīgas elementārdaļiņas - neitronus - atomelektrostaciju reaktoros. To izmanto kā faktoru, kas neļauj kodolreakcijai nonākt nekontrolētā fāzē, kas beidzas ar sprādzienu. Kausējot melno un krāsaino metālu, kā piedevu izmanto vienkāršu vielu, kas samazina sakausējuma graudu izmēru, kas būtiski uzlabo tā fizikālās īpašības. Spēja veidot slāni uz metāla virsmām – šī ķīmiskā elementa bora īpašība, ko sauc par borēšanu, uzlabo izstrādājumu kvalitāti, pasargājot tos no korozijas.

Kā iegūt vienkāršu vielu?

Brīvu boru amorfa pulvera veidā var iegūt, reducējot tā oksīdu ar metālu magniju. Iegūtais savienojums satur piemaisījumus un netiek plaši izmantots. Tāpēc pēdējā laikā tiek izmantota borānu - savienojumu ar ūdeņradi termiskās sadalīšanas metode jeb bora halogenīdu reducēšana. Šajā gadījumā bora tīrība ir augsta. Tam ir melna un ļoti cieta kristāla izskats.

Izplatība dabā

Vairāk nekā simts minerālu un rūdu satur šo elementu borātu un borsilikātu veidā. Slavenākie no tiem ir datolīts un kristāliskais hidrāts Na 2 B 2 O 7 × 10 H 2 O, ko sauc par boraks. Tie ir daļa no iežiem, kas izveidojušies vulkānu izvirdumu rezultātā, kā arī no nogulumiežu izcelsmes iežiem. Šeit ir vēl daži boru saturošu iežu pārstāvji. Piemēram, nosaukts pēc itāļu ķīmiķa A. Avogadro, kurš identificēja minerālu avogadrītu. Tas ir sarežģīts kālija, fluora un bora savienojums. Vēl viens, diezgan reti sastopams savienojums, uleksīts, ir kalcija un nātrija borātu kristālisks hidrāts. Vai painīts - minerāls, kas satur vērtīgu elementu, piemēram, alumīnija, cirkonija, bora, noliktavu. Elementa raksturojums būs nepilnīgs, ja neatcerēsimies tā plašo izplatību ģeotermālo minerālūdeņu, geizeru un jūras ūdens sastāvā. Īpaši augsts B 3+ jonu saturs ir reģistrēts Kaukāza un Krimas balneoloģiskajos un dzeramajos avotos.

Reakciju iezīmes ar ķīmiskām vielām

Kā jau teicām, bora īpašības daudzējādā ziņā ir līdzīgas silīcijam. Parastā temperatūrā un spiedienā tas ir diezgan pasīvs un mijiedarbojas tikai ar visaktīvāko nemetālu - fluoru. Sildot, tas reaģē ar hloru, bromu un citiem halogēniem, kā arī ar fosforu, slāpekli un oglekli. Lai iegūtu bora savienojumu ar ūdeņradi, tiek izmantota reakcija starp spēcīgu neorganisko skābi un sārmu un sārmzemju metālu borātiem. Redoksreakcijās ar oksīdiem, piemēram, fosforu vai silīciju, elements bors darbojas kā reducētājs, bet vispār nesadarbojas ar sārmiem. Trīsbāzisko skābi - H 3 BO 3, kas ir svarīga rūpniecības izejviela, var iegūt, apstrādājot vienkāršu vielu ar karstiem slāpekļskābes vai sērskābes šķīdumiem vai izšķīdinot boru ūdeņos: slāpekļskābes un sālsskābes maisījumā. Borskābei ir izteiktas baktericīdas īpašības, un to izmanto medicīnā. Tomēr lielās devās tas ir ļoti toksisks, tāpēc tā lietošana pašlaik ir ierobežota.

Borskābes sāļi

Ja ķīmiskajā literatūrā ir minēti borāti, tad runa ir par tetraborskābes sāļiem H 2 B 4 O 7 vai citiem, mazāk hidratētiem savienojumiem nekā parastā borskābe. Rūpniecībā vislielākā nozīme ir nātrija tetraborātam, ikdienā to bieži sauc par boraksu. Māla un porcelāna izstrādājumu ražošanā kā glazūras sastāvdaļu izmanto elementu boru, bet emaljas trauku ražošanā boraks ir iekļauts tā pārklājumā. Nātrija tetraborātu jau sen izmanto stikla rūpniecībā, lai stiklam piešķirtu īpašas īpašības, piemēram, augstu caurspīdīgumu un spēju pārraidīt līdz pat 75% no visiem ultravioletajiem stariem, ko uztver dzīvi objekti.

Bors kā mikroelements organismos

Šim komponentam ir vissvarīgākā ietekme uz augiem. Tā ir daļa no fitohormoniem, kas regulē izglītības audu - meristēmas - attīstību, kas atrodas jauno dzinumu galos un auga augšanas punktā. Ja augsne ir nabadzīga ar B 3+ joniem, tad tiek novērota ne tikai attīstības aizkavēšanās, bet arī reproduktīvo funkciju nomākums, un augs pārstāj veidot ziedus. Ķīmiskais elements bors nonāk augsnē kopā ar minerālmēsliem, kas tiek lietoti rudenī.

Ir indikatoraugi, pēc kuriem var spriest par savienojuma saturu augsnes šķīdumā. Piemēram, halofīta sālszāle augstā BO 3 3-anjonu koncentrācijā kļūst gigantiska izmēra, un sālszāle un stepju vērmeles aptur to augšanu. Bors ir svarīgs arī cilvēka ķermenim. Tas ietekmē insulīna darbību, palielinot tā aktivitāti, regulē dzimumhormonu ražošanu un ierosmes vadīšanu gar nervu šķiedru.

Mūsu rakstā mēs raksturojām elementu boru un noskaidrojām tā nozīmi cilvēka dzīvē.