Bor (element)

En yaygın bilinen türevi olan "boraks", Araplarca "tinkal" olarak da adlandırılırdı, 16.yüzyılda ergitme işlemlerinde kullanılırdı. Yaygın uygulama alanı bulunan borik asit ilk kez 1702’de Homberg tarafından hazırlanmıştır. Ayrıca 1808’de Davy borik asit elektrolizinden amorf bor elde etmiş ve 1856’da Wöhler ve Sainte-Claire Deville tarafından kristalin modifikasyonu tarif edilmiştir.

[değiştir] Bulunduğu bölgeler

ABD, Şili, Arjantin, Peru, Bolivya, İtalya ve Türkiye’de yüksek miktarda bor maden rezervleri bulunmaktadır. Türkiye’deki bor madenleri, ki bunlar dünya rezervlerinin %72 sı, dünyanın en büyük bor bileşiği tedarikçisi olarak bilinen Etibank tarafından işletilmektedir. Dünyanın yerkabuğundaki bor yüzdesinin 0,001-0,0003 civarında olduğu varsayılmaktadır.

[değiştir] Bor kimyası

Borun temel cevherleri; kernit (Na₂B₄O₇.4H₂O), boraks (Na₂B₄O₇.10H₂O), kolemanit (Ca₂B₆O₁₁.5H₂O) ve uleksit (NaCaB₅O₉.8H₂O) gibi boratlardır.

Bor bileşiklerinin yaygın kullanımları ve borun element olarak erken tanımlanmış olmasına karşın, bor kimyası çalışmaları nispeten kısıtlı bir alanda sürdürülmüştür. Bunun nedenleri; temel olarak bor bileşiklerinin hidroliz veya oksidasyona yönelik stabil olmayan nitelikleri ve malzemelerin birçoğunun kullanımındaki yapısal zorluklarıydı. Nihayet Stock ünlü deneysel vakum tekniğini geliştirince bor kimyasının araştırılmasında yeni bir kapı aralandı.

Grup IIIA elementlerinden sadece bor bir ametaldir. Bu gruptaki diğer elementler; alüminyum, galyum, indiyum ve talyumdur.

Grup IIIA elementlerinin elektronik dizilimi Tablo 1.’de listelenmiştir ve elementlerin özellikleri ise Tablo 2.’de belirtilmektedir. Bor, gruptaki diğer elementlerden çok daha küçük bir atomdur. Bu durum, ametal bor ve metal özellikteki diğer grup elemanları arasında belirli farklılıklara neden olur.

Ga, In ve Tl’un atom büyüklükleri periyodik sınıflandırmada kendilerinden hemen önce gelen elementlerin elektronik iç yapılarından etkilenir (özellikle lantanitten sonra gelen talyum örneğinde görüleceği gibi). Bu nedenle de atom yarıçapı ani şekilde veya standart olarak bu elementlerin artan atom numaralarıyla birlikte artmaz. Bu elementlerin göreceli şekilde küçük oluşları gruptan aşağı inerken bile beklenen şekilde azalmayan nispeten yüksek iyonizasyon potansiyeli içermelerine neden olur.

Bu elementlerin hiçbiri en ufak şekilde bile basit bir anyon oluşturma eğiliminde değillerdir. Elementlerin elektronik konfigürasyonlarının da mantıklı kıldığı biçimde en sık rastlanır oksidasyon seviyesi +3’tür. Nispeten yüksek olan bu değer, göreceli olarak küçük iyonik yarıçaplarla biraraya gelerek üstün polarize nitelikleri olan tipler ortaya çıkarmaktadır.

Buna bağlı olarak, +3 değerli bileşiklerin elementleri baskın şekilde kovalenttir; bu kovalent nitelik ayrıca göreceli olarak elementlerin yüksek ilk üç iyonizasyon potansiyelinden de kaynaklanmaktadır. İstisnai olarak kendi kimyasında ametal olan bor haricindeki diğer IIIA elementleri su çözeltisinde +3 değerlikli iyon olarak bulunurlar. Bu iyonlar yüksek oranda su içerirler, ancak hidrasyon ısıları çok yüksektir.

Çok yüksek sıcaklıkta (2000°C) bor birçok metalle raksiyona girerek borürler oluşturur. Bu madde çok serttir, kimyasal olarak stabildir ve metalik iletkenliği gelişmiştir. Bazı metalik borürlerin kristallerinde bor atomları aralıklıdır, diğerlerinde zincirler veya bor atomu katmanları (tabakaları) mevcuttur. Magnezyum borür (MgB₂), diğer borürlerden farklı olarak bor hidrür karışımları üretecek şekilde hidrolize formda mevcuttur.

Bor, amonyak veya nitrojen ile yüksek sıcaklıklarda bor nitrür (BN) oluşturacak şekilde reaksiyona girer. Bu malzeme karbonla izoelektroniktir ve grafite benzerdir, fakat farklı olarak bor ve nitrür atomları içeren kristal bir yapısı vardır. Çok yüksek sıcaklık ve basınçta BN’ün bu modifikasyonu elmas türü kafes (latis) formuna dönüşür ve elmas kadar serttir.

Tablo 1. Grup IIIA elementlerinin elektronik konfigürasyonu

          Z   1s   2s   2p   3s   3p    3d   4s   4p   4d    4f   5s   5p   5d   6s

  B       5    2    2    1   
  Al     13    2    2    6    2    1
  Ga     31    2    2    6    2    6    10    2    1
  In     49    2    2    6    2    6    10    2    6    10    2    1
  Tl     81    2    2    6    2    6    10    2    6    10   14    2    6   10    2

Tablo 2. Grup IIIA elementlerinin bazı özellikleri

	Bor	Alüminyum	Galyum	İndiyum
Ergime Sıc. (°C)	2076	660	30	157
Buharlaşma Sıc. (°C)	3927	2519	2204	2072
Atomik yarıçap (pm)	80	125	125	150
İyonik yarıçap Me³⁺(pm)	20	52	62	81
1. İyonizasyon enerjisi (kJ/mol)	801	579	579	560
2. İyonizasyon enerjisi (kJ/mol)	2422	1814	1968	1814
3. İyonizasyon enerjisi (kJ/mol)	3657	2740	5953	2692
Hidrasyon ısısı (kJ/mol)	$-$ 4690	$-$ 4703	$-$ 4159
İndirgenme (Me³⁺/Me) potansiyeli (V)	$-$ 1,67	$-$ 0,52	$-$ 0,34