بورون

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

بيريليوم – بورون – كربون   B Al       صورة:B-TableImage-BIG.png كامل الجدول
General
الإسم, الرمز, الرقم	Boron, B, 5
الفئة	Metalloids
Group, الدورة, Block	13 (IIIA), 2, p
كثافة, القسأوة	2460 كغم/م3, 9.3
مظهر	أسود
خواص ذرية
كتلة ذرية	10.811 amu
نصف قطر ذري (calc.)	85 (87)pm
نصف قطر تكافؤي	82 pm
نصف قطر فاندرفالس	لا يوجد معلومات
التوزيع الإلكتروني	UNIQ13ccb4e169585b7c-nowiki-00000020-QINUHe]2s22p1
e- لكل مستوى الطاقة	2, 3
Oxidation states (Oxide)	3 (mildly حمض)
بنية بلورية	Rhombohedral
خواص فيزيائية
حالة المادة	صلب (nonmagnetic)
درجة الانصهار	2349 K (3769 °F)
درجة الغليان	4200 كلفن (7101 °F)
الحجم المولي	4.39 ×10-6 م3/مول
Heat of vaporization	489.7 كيلوجول لكل مول
Heat of fusion	50.2 كيلوجول لكل مول
ضغط البخار	0.348 Pa at 2573 K
سرعة الصوت	16200 m/s at 293.15 K
Miscellaneous
السالبية الكهربائية	2.04 (Pauling scale)
السعة الحرارية النوعية	1026 J/(kg*K)
الموصلية الكهربائية	1.0 10-4/·متر أوم
الموصلية الحرارية	27.4 واط لكل متر كلفن
جهد التأين الأول	800.6 كيلوجول لكل مول
جهد التأين الثاني	2427.1 كيلوجول لكل مول
جهد التأين الثالث	3659.7 كيلوجول لكل مول
جهد التأين الرابع	25025.8 كيلوجول لكل مول
جهد التأين الخامس	32826.7 كيلوجول لكل مول
النظائر الأكثر إستقرارا
النظير الوفرة عمر النصف DM DE MeV DP 10B 19.9% B is مستقر ب 5 نيوترونات 11B 80.1% B مستقر ب 6 نيوترونات
وحدات SI وSTP هي المستخدمة ما لم يرد غير ذلك.

البورون هو عنصر كيميائي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز B وعدده الذري 5. وهو عنصر فلزي ثلاثيّ التّكافؤ ، ويتواجد البورون بوفرة عالية في ملح بورات الصوديوم (بورق أو بوراكس). وهناك صورتين متأصليتين للبورون ، فالبورون الغير متبلور عبارة عن مسحوق بني ، ولكن فلز البورون بشكله البلوري أسود اللون. الشكل الفلزي قاس (9.3 على مقياس موه) وهو موصل رديء في درجة حرارة الغرفة. ولا يوجد بشكل حر في الطبيعة.

فهرست 1 خواصه 2 استخداماته 3 تاريخ 4 وجوده 5 نظائره 6 تحذيرات

[تحرير] خواصه

البورون عنصر شره للإلكترونات ، حيث أن لديه مدار p شاغر. ومركبات البورون تسلك سلوك أحماض لويس ، وإتحاده بسهولة مع المواد الغنية بالإلكترونات هو محأولة لإشباع طلب ذراته للإلترونات.

من خصائص البورون الضوئية أنه قادر على إنفاذ الإشعة التحت الحمراء. وفي درجات حرارة الغرفة يكون البورون موصلا سيئا للكهرباء ولكنه موصل جيد في درجات الحرارة العالية.

للبورون أقوى تحمل للتوتر بين العناصر المعروفة.

يمكن استخدام نايتريد البورون لصناعة مواد قاسية ققسأوة الألماس. كما يقوم النيتريد كعازل كهربائي ولكنه يوصل الحرارة بشكل شبيه للفلزات. كما أن للبورون القدرة للعمل كمادة مقلله للإحتكاك تشبه تلك الموجودة لدى الجرافيت. والبورون يشبه الكربون أيضا في قدرته على تكوين شبكات جزيئية من روابط تكافئية مستقرة.

[تحرير] استخداماته

أن أهم مركبات البورون إقتصاديا هو ثلاثي بورات ديكاهيدرات الصوديوم (sodium tetraborate decahydrate)Na₂B₄O₇ · 10H₂O، أو البورق المستخدم بكميات كبيرة في إنتاج الألياف الزجاجية العازلة ومواد التبييض ، استخدامات إخرى:

بسبب لون الأخضر المميز ، يستخدم في الإشارات الإشارات النارية. حمض البوريك مركب مهم يستخدم في صناعة النسيج. مركبات البورون تستخدم بشكل كبير في عمليات التركيب العضوي كما يدخل في صناعة زجاج البوروسيليكات. تستخدم مركبات أخرى كمواد حافظة للأخشاب ، وهي جذّابة لهذا الاستخدام لانخفاض سميتها. بورون-10 يستخدم للمساعدة في السيطرو التحكم في المفاعلات النووية ، كدرع واقي من الإشعاع وكذلك للكشف عن النيوترونات. لفتائل (خيوط) البورون قوة عالية وكتلة قليلة ، ولذلك فهي المستخدمة بشكل رئيس في هياكل مركبات الأجواء العالية والفضاء المتقدمة. يتم بحث استخدام مركبات البورون للاستخدام في طيف عريض من التطبيقات ، منها الأن كجزء من الأغشية المنفذة للسكر ، كواشف الكربوهيدرات والمُجمّعات الحيوية. كما يستخدم في مجالات طبية ، ويبدو ان لمركبات أخرى للبورون مستقبل واعد في علاج الروماتيزم وآلام المفاصل.

يمكن أكسدة هيدرات البورون بسهولة وتحرر كمية جيدة من الطاقة. ولذلك فهي تُدرس لإحتمالية استخدامها كوقود للصواريخ.

[تحرير] تاريخ

مركبات البورون (عرفها العرب بإسم البورق عن الفرس الذين عرفوها بإسم بوره) كانت معروفة منذ آلاف السنين. في مصر القديمة ، إعتمدت عملية تحنيط المومياء على خام يعرف بإسم نطرون ، والذي يحوي على البوريتس وأملاح أخرى شائعة. واستخدم البوراكس في طلاء الزجاج في الصين منذ 300 ق.م. ، كما أستخدم في صناعة الزجاج في روما القديمة.

لم يتم فصل عنصر البورون إلا عام 1808 على يد السير همفري ديفي ، غاي لوساك و ل. ج. ثينارد ، حيث فصلوه حتى نسبة نقأوة 50%. لم يعرف هؤلاء كون المادة كانت عنصرا. وكان يونز ياكوب بيرزيلوس الذي عرّفه كعنصر عام 1824. وتم إنتاج أول عينة من البورون الصرف على يد الكيميائي الأمريكي و. واينترأوب في عام 1909.

[تحرير] وجوده

الولايات الأمريكية المتحدة وتركيا هما أكبر منتجين للبورون في العالم. البورون لا يوجد في الطبيعة بشكل حر ولكن يوجد على شكل مركبات في البوراكس (بورق) ، حمض البوريك ، الكوليمانتين ، الكرنيت ، الأولوكسيت والبورات. يوجد حمض البوريك أحيانا في الينابيع البركانية. والأوليكسيت هو معدن من معادن البورون وله خصائص كتلك التي للألياف الزجاجية.

المصادر المهمة إقتصاديا تأتي من إحتياطيات خامات الكرنيت والتنكال (خامات البوراكس) والتان توجد كلاهما في صحراء موجافي في كاليفورنيا (البوراكس هو المصدر الأهم هناك) وتركيا فيها أيضا الكثير من خامات البوراكس.

تحضير البورون النقي ليس بالعملة السهلة. الطرق الأولى التي استخدمت تضمنت إختزال أكسيد البوريك مع معادل كالمغنيسيوم أو الألمنيوم. ولكن الناتج كان في أكثر الأحيان يشوبه بورات المعدن المستخدم. ويمكن تحضير البورون النقي بإختزال شكل متطاير من البورون باستخدام الهيدرجين في درجات الحرارة العالية.

في عام 1997 كانت تكلفة شكل بلوري من البورون بنقاء يصل إلى 99% حوالي 5 دولارات أمريكية لكل غرام وكانت تكلفة الشكل الغير متبلور (عديم الشكل) دولارين أمريكيين للغرام الواحد.

[تحرير] نظائره

للبورون نظيرين مستقرين موجودين في الطبيعية ، هما B-11 (80.1%)و B-10 (19.9%). .

[تحرير] تحذيرات

عنصر البورون والبورات ليست سامّة ولذلك فإنه لا يوجد إجراءات خاصة يجب القيام بها عند التعامل معه. ولكن بعض مركبات البورون والهيدرجين سامّة وتحتاج إلى معاملة خاصّة.