Borone

تغییر مسیر از: Borone


Beryllium - Boron - Carbon

B
Al

img/daneshnameh_up/8/82/B_TableImage.png
جدول کامل
عمومی
نام , علامت اختصاری , شماره Boron, B, 5
گروه شیمیایی شبه فلز
گروه , تناوب , بلوک13 IIIA, 2 , p
جرم حجمی , سختی 2460 kg/m3 , 9.3
رنگ سیاه
img/daneshnameh_up/0/07/125pxB2C5.jpg
خواص اتمی
وزن اتمی 10.811 amu
شعاع اتمی (calc.) 85 (87)pm
شعاع کووالانسی 82 pm
شعاع وندروالس اطلاعات موجود نیست
ساختار الکترونی He]2s22p1]
-e بازای هر سطح انرژی2, 5
درجه اکسیداسیون (کسید) 3 (اسید ملایم)
ساختار کریستالی رومبوهدرال
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد (غیرمغناطیسی)
نقطه ذوب 2349 K (3769 °F)
نقطه جوش 4200 K (7101 °F)
حجم مولی 4.39 ((scientific notation|ש»10-6 m3/mol
گرمای تبخیر 489.7 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 50.2 kJ/mol
فشار بخار 0.348 Pa at 2573 K
سرعت صوت 16200 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 2.04 (درجه پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 1026 J/kg*K
رسانایی الکتریکی 1.0 10-4/m اهم
رسانائی گرمایی 27.4 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 800.6 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 2427.1 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 3659.7 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 25025.8 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 32826.7 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
ایزووفور طبیعینیمه عمر DMDE MeVDP
10B19.9%B با 5 نوترون پایدار است
11B80.1%Bبا 6 نوترون پایدار است
واحدهایSI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.

اطلاعات اولیه

بورون ( بور ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان B و عدد اتمی 5 می‌باشد. این عنصر ، شبه فلز سه ظرفیتی به مقدار فراوان در سنگ معدن بوره (borax) وجود دارد. این عنصر به دو شکل ایزوتوپ یافت می‌شود: بورون غیر بلورین که بصورت پودر قهوه‌ای رنگ و بورون فلزی که سیاه رنگ است. نوع فلزی آن سخت بوده ( 9,3 در مقیاس Mohs ) که رسانای خوبی در حرارت اطاق نمی‌باشد. بورون هرگز بصورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود.

خصوصیات قابل توجه

بورون ، کمبود الکترون داشته ، دارای یک اوربیتال p آزاد است. ترکیبات بورون ، رفتاری همانند اسیدهای لوییس دارند و به‌سرعت ، جهت ارضاء میل بورون به جذب الکترون ، به گونه‌های دارای الکترون زیاد می‌چسبند. از ویژگیهای ظاهری این عنصر ، گسیل اشعه مادون قرمز است. در حرارتهای استاندارد ، بورون رسانای الکتریکی ضعیفی است، اما در حرارت بالا خاصیت هدایت الکتریکی خوبی دارد.

خاصیت کشش پذیری بورون از تمامی عناصر شناخته شده بیشتر است. از نیترید بورون می‌توان در ساخت موادی به سختی الماس استفاده نمود. از این نیترید بعنوان عایق استفاده می‌گردد، اما خاصیت هدایت حرارتی شبیه یک فلز دارد. این عنصر همچنین دارای خاصیت روان کننده مثل گرافیت است. بورون مانند کربن دارای توانایی ایجاد شبکه‌های مولکولی با پیوند کووالانسی است.

کاربردها

  • مهمترین ترکیب بورون از نظر اقتصادی تترابورات سدیم Na2B4O7, 5H2O یا بوراکس است که به میزان بسیار زیادی در ساخت عایقهای فایبر گلاسی و سفید کننده پربورات سدیم بکار می‌رود.
  • بورون غیر بلورین به‌سبب رنگ سبز مخصوصی که دارد، در فشفشه‌های نورافشان بکار می‌رود.
  • اسید بوریک ، ترکیب مهمی است که در محصولات پارچه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • ترکیبات بورون دردر ترکیبات آلی و تولید شیشه‌های بوروسیلیکات کاربرد وسیعی دارند.
  • سایر ترکیبات ، بعنوان نگه‌دارنده‌های چوب مورد استفاده قرار می‌گیرند و ویژگی خاصی که در این مورد دیده می‌شود، درجه پایین سمی بودن آنها است.
  • بورون- 10به‌عنوان سپری در برابر تشعشعات و نوترون یاب در کنترل رآکتورهای اتمی بکار گرفته می‌شود.
  • مفتولهای بورون ، موادی سبک و بسیار مقاوم هستند و عمدتا" در سازه‌های پیشرفته هوا-فضا کاربرد دارند.
  • مطالعه بر روی ترکیبات بورون در حال انجام است تا از آنها در موارد گسترده دیگری از جمله غشاهای نفوذ پذیر قند ، دریافتگرهای کربوهیدرات و bioconjugates استفاده شود.
  • مطالعه بر روی کاربردهای دارویی نیز در حال انجام است، از جمله درمان با جذب نوترون بورون و تولید دارو. سایر ترکیبات بورون نیز نوید بخش معالجه ورم مفاصل (آرتروز) هستند.

تاریخچه

ترکیبات بورون ( از ریشه عربی Buraq و فارسی بوره ) هزاران سال پیش شناخته شده‌اند. در یونان باستان ، وابسته به سنگ معدنی به نام natron بود که علاوه بر سایر نمکهای معمول ، حاوی بورات نیز بود. لعابهای بوراکس درچین ، از 300 بعد از میلاد بکار می‌رفت و در روم باستان نیز از ترکیبات بورون در تولید شِشه استفاده می‌شد.

Sir Humphrt Davy ، Gay-Lussac و L.J.Thenard در سال 1808 این عنصر را با درصد خلوص 50 جدا کردند. آنها این ماده را بعنوان یک عنصر نپذیرفتند. در ســال 1824 "Jٱٱ Jacob Berzelius" بورون را بعنوان یک عنصر شناسایی کرد. "W.Weintraub" شیمیدان آمریکایی اولین کسی بود که سال 1909 موفق به تولید بورون خالص شد.

پیدایش

آمریکا و ترکیه ، بزرگترین تولید کنندگان بورون هستند. این عنصر در طبیعت به‌صورت اصلی خود یافت نمی‌شود، بلکه بصورت ترکیب در بوراکس ، اسید بوریک ، بورات کلسیم ، کربنیت ، ulexite و بوراتس وجود دارد. بوریک اسید گاهی در آب چشمه‌های آتشفشانی یافت می‌شود. Ulexite نوعی کانی است که بطور طبیعی خصوصیات فیبرهای نوری را دارا می‌باشد.

از نظر اقتصادی ، منابع مهم آن ، سنگ معدن راسوریت اوره ( kernite ) و تینکال ( سنگ معدن باروکس ) است که هر دوی آنها در صحرای موهاوی در کالیفرنیا وجود دارند، (در این محل باروکس مهمترین منبع است ).ترکیه محل دیگری است که میزان بسیار زیادی از این عنصر در آن وجود دارد.

بورون خالص به‌آسانی تهیه نمی‌شود. ابتدایی‌ترین روش برای تهیه آن ، کاهش اکسید بور با فلزاتی چون منیزیوم یا آلومینیوم بود.اما این محصول تقریبا" همیشه با بورید فلزات آلوده می‌با‌شد. (با این وجود این واکنش بسیار چشمگیر است ). بورون خالص را می‌توان با کاهش hologenide های بورون ناپایدار بوسیله هیدروژن و در حرارت بالا تهیه نمود. در سال 1997 بورون بلورین ( خلوص 99% ) هر گرم 5 دلار و نوع بی‌شکل آن هر گرم 2 دلار قیمت داشت.

ایزوتوپها

بورون دارای دو ایزوتوپ طبیعی پایدار است:( B-11 ( 1/80% و ( B-10( 9/19%. نتایج بسیار متفاوت در رشته وسیعی از 11 δB-، آنرا در آبهای طبیعی بین 16- تا 59+ برآورد می کند.(؟) شکنش ایزوتوپی بورون بوسیله واکنشهای تبادلی گونه های بورون ( BOH3 و BOH4 ) کنترل می‌شود. همچنین ایزوتوپهای بورون در خلال تبلور معدنی ، در طی تغییرات فازی H2O nv سیستمهای آب گرمایی ( hydrothermal ) و دگرگونی آب گرمائی سنگ شکنش می‌یابند. این تاثیر آخری ( ترجیحا خروج گونه یون 10B(OH)4 ) احتمالا" باعث غلظت بالای 11B در آب دریا به نسبت پوسته های اقیانوسی و قاره‌ای است.

هشدارها

بورون عنصری و بوراتها سمی نیستند، لذا هنگام سروکار با آنها نیاز به ملاحظات خاصی نیست. بعضی از ترکیبات هیدروژن –بورون سمی هستند که هنگام کار با آنها نیاز به توجهات ویژه‌ای می‌باشد.

مرجع

اتصالات خارجی

مباحث مرتبط با عنوان

تعداد بازدید ها: 10087