بور
بورون (بور) عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان B و عدد اتمی 5 می باشد. این عنصر شبه فلز سه ظرفیتی به مقدار فراوان در سنگ معدن بوره (borax) وجود دارد. این عنصر به دو شکل (ایزوتوپ) یافت می شود: بورون خیر بلورین که به صورت پودر قهوه ای رنگ و بورون فلزی که سیاه رنگ است. نوع فلزی آن سخت بوده ( 3/9 در مقیاس Mohs) که رسانای خوبی در حرارت اطاق نمی باشد. بورون هرگز به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود.
خصوصیات قابل توجه
بورون کمبود الکترون داشته و دارای یک اربیتال p آزاد است. ترکیبات بورون رفتاری همانند لوئیس اسیدها دارند و به سرعت، جهت ارضا میل بورون به جذب الکترون به گونه های دارای الکترون زیاد می چسبند.
از ویژگی های ظاهری این عنصر گسیل اشعه مادون قرمز است. در حرارت های 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 می توان درساخت موادی به سختی الماس استفاده نمود. از این نیترید به عنوان عایق استفاده می گردد اما خاصیت هدایت حرارتی شبیه یک فلز دارد. این عنصر همچنین دارای خاصیت روان کننده مثل گرافیت است. بورون مانند کربن دارای توانایی ایجاد شبکه های مولکولی با پیوند کووالانسی است.
کاربردها
مهم ترین ترکیب بورون از نظر اقتصادی تترابورات سدیم یا بوراکس است که به میزان بسیار زیادی در ساخت عایق های فایبر گلاسی و سفید کننده پربورات سدیم بکار می رود. سایر کاربردها:
بورون غیر بلورین به سبب رنگ سبز مخصوصی که دارد در فشفشه های نورافشان به کار می رود.
اسید بوریک ترکیب مهمی است که در محصولات پارچه ای مورد استفاده قرار می گیرد.
ترکیبات بورون دردر ترکیبات آلی و تولید شیشه های borosilicate کاربرد وسیعی دارند.
سایر ترکیبات به عنوان نگهدارنده های چوب مورد استفاده قرار می گیرند و ویژگی خاصی که در این مورد دیده می شود درجه پایین سمی بودن آن ها است.
بورون- 10به عنوان سپری در برابر تشعشعات و نوترون یاب در کنترل رآکتورهای اتمی به کار گرفته می شود.
مفتول های بورون موادی سبک و بسیار مقاوم هستند و عمدتاً در سازه های پیشرفته هوا-فضا کاربرد دارند.
مطالعه روی ترکیبات بورون در حال انجام است تا از آن ها در موارد گسترده دیگری از جمله غشاهای نفوذ پذیر قند، دریافتگرهای کربوهیدرات و bioconjugates استفاده شود.
مطالعه 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 شده اند. در یونان باستان، وابسته به سنگ معدنی به نام natron بود که علاوه بر سایر نمک های معمول، حاوی بورات نیز بود. لعاب های بوراکس درچین، از 300 بعد از میلاد به کار می رفته و در روم باستان نیز از ترکیبات بورون در تولید شِشه استفاده می شده است.
پیدایش:
آمریکا و ترکیه بزرگترین تولید کنندگان بورون هستند. این عنصر در طبیعت به صورت اصلی خود یافت نمی شود بلکه به صورت ترکیب در بوراکس، اسید بوریک، بورات کلسیم، کرنیت، ulexite و بوراتس وجود دارد. بوریک اسید گاهی در آب چشمه های آتشفشانی یافت می شود. Ulexite نوعی کانی است که به طور طبیعی خصوصیات فیبرهای نوری را دارا می باشد.
از نظر اقتصادی منابع مهم آن، سنگ معدن راسوریت اوره (kernite) و تینکال (سنگ معدن باروکس) است که هر دوی آن ها در صحرای موهاوی در کالیفرنیا وجود دارند( در این محل باروکس مهم ترین منبع است). ترکیه محل دیگری است که میزان بسیار زیادی از این عنصر در آن وجود دارد.
بورون خالص به آسانی تهیه نمی شود. ابتدایی روش برای تهیه آن، کاهش اکسید بور با فلزاتی چون منیزیوم یا آلومینیوم بود. اما این محصول تقریباً همیشه با بورید فلزات آلوده می شد. (با این وجود این واکنش بسیار چشمگیر است) بورون خالص را می توان با کاهش hologenide های بورون ناپایدار به وسیله هیدروژن و در حرارت بالا تهیه نمود.
ایزوتوپ ها
بورون دارای دو ایزوتوپ طبیعی پایدار است. همچنین ایزوتوپ های بورون در خلال تبلور معدنی، در طی تغییرات فازی H2O nv سیستم های آب گرمایی (hydrothermal) و دگرگونی آب گرمایی سنگ شکنش می یابند. این تأثیر آخری احتمالاً باعث غلظت بالای 11B در آب دریا به نسبت پوسته های اقیانوسی و قاره ای است.
هشدارها:
بورون عنصری و بورات ها سمی نیستند لذا هنگام سروکار با آن ها نیاز به ملاحظات خاصی نیست. بعضی از ترکیبات هیدروژن –بورون سمی هستند که هنگام کار با آن ها نیاز به توجهات ویژه ای می باشد.
