بورون

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

إحداثيات: 35°2′34.447″N 117°40′45.412″W / 35.04290194°N 117.67928111°W / 35.04290194; -117.67928111 (Rio Tinto Borax Mine)

كربونبورونبيريليوم
-

B

Al
Element 1: هيدروجين (H), لا فلز
Element 2: هيليوم (He), غاز نبيل
Element 3: ليثيوم (Li), فلز قلوي
Element 4: بيريليوم (Be), فلز قلوي ترابي
Element 5: بورون (B), شبه فلز
Element 6: كربون (C), لا فلز
Element 7: نيتروجين (N), لا فلز
Element 8: أكسجين (O), لا فلز
Element 9: فلور (F), هالوجين
Element 10: نيون (Ne), غاز نبيل
Element 11: صوديوم (Na), فلز قلوي
Element 12: مغنسيوم (Mg), فلز قلوي ترابي
Element 13: ألومنيوم (Al), فلز ضعيف
Element 14: سليكون (Si), شبه فلز
Element 15: فسفور (P), لا فلز
Element 16: كبريت (S), لا فلز
Element 17: كلور (Cl), هالوجين
Element 18: أرغون (Ar), غاز نبيل
Element 19: بوتاسيوم (K), فلز قلوي
Element 20: كالسيوم (Ca), فلز قلوي ترابي
Element 21: سكانديوم (Sc), فلز انتقالي
Element 22: تيتانيوم (Ti), فلز انتقالي
Element 23: فاناديوم (V), فلز انتقالي
Element 24: كروم (Cr), فلز انتقالي
Element 25: منغنيز (Mn), فلز انتقالي
Element 26: حديد (Fe), فلز انتقالي
Element 27: كوبالت (Co), فلز انتقالي
Element 28: نيكل (Ni), فلز انتقالي
Element 29: نحاس (Cu), فلز انتقالي
Element 30: زنك (Zn), فلز انتقالي
Element 31: غاليوم (Ga), فلز ضعيف
Element 32: جرمانيوم (Ge), شبه فلز
Element 33: زرنيخ (As), شبه فلز
Element 34: سيلينيوم (Se), لا فلز
Element 35: بروم (Br), هالوجين
Element 36: كريبتون (Kr), غاز نبيل
Element 37: روبيديوم (Rb), فلز قلوي
Element 38: سترونشيوم (Sr), فلز قلوي ترابي
Element 39: إتريوم (Y), فلز انتقالي
Element 40: زركونيوم (Zr), فلز انتقالي
Element 41: نيوبيوم (Nb), فلز انتقالي
Element 42: موليبدنوم (Mo), فلز انتقالي
Element 43: تكنيشيوم (Tc), فلز انتقالي
Element 44: روثينيوم (Ru), فلز انتقالي
Element 45: روديوم (Rh), فلز انتقالي
Element 46: بالاديوم (Pd), فلز انتقالي
Element 47: فضة (Ag), فلز انتقالي
Element 48: كادميوم (Cd), فلز انتقالي
Element 49: إنديوم (In), فلز ضعيف
Element 50: قصدير (Sn), فلز ضعيف
Element 51: إثمد (Sb), شبه فلز
Element 52: تيلوريوم (Te), شبه فلز
Element 53: يود (I), هالوجين
Element 54: زينون (Xe), غاز نبيل
Element 55: سيزيوم (Cs), فلز قلوي
Element 56: باريوم (Ba), فلز قلوي ترابي
Element 57: لانثانوم (La), لانثانيدات
Element 58: سيريوم (Ce), لانثانيدات
Element 59: براسوديميوم (Pr), لانثانيدات
Element 60: نيوديميوم (Nd), لانثانيدات
Element 61: بروميثيوم (Pm), لانثانيدات
Element 62: ساماريوم (Sm), لانثانيدات
Element 63: يوروبيوم (Eu), لانثانيدات
Element 64: غادولينيوم (Gd), لانثانيدات
Element 65: تربيوم (Tb), لانثانيدات
Element 66: ديسبروسيوم (Dy), لانثانيدات
Element 67: هولميوم (Ho), لانثانيدات
Element 68: إربيوم (Er), لانثانيدات
Element 69: ثوليوم (Tm), لانثانيدات
Element 70: إتيربيوم (Yb), لانثانيدات
Element 71: لوتيشيوم (Lu), لانثانيدات
Element 72: هافنيوم (Hf), فلز انتقالي
Element 73: تانتالوم (Ta), فلز انتقالي
Element 74: تنجستن (W), فلز انتقالي
Element 75: رينيوم (Re), فلز انتقالي
Element 76: أوزميوم (Os), فلز انتقالي
Element 77: إريديوم (Ir), فلز انتقالي
Element 78: بلاتين (Pt), فلز انتقالي
Element 79: ذهب (Au), فلز انتقالي
Element 80: زئبق (Hg), فلز انتقالي
Element 81: ثاليوم (Tl), فلز ضعيف
Element 82: رصاص (Pb), فلز ضعيف
Element 83: بزموت (Bi), فلز ضعيف
Element 84: بولونيوم (Po), شبه فلز
Element 85: أستاتين (At), هالوجين
Element 86: رادون (Rn), غاز نبيل
Element 87: فرانسيوم (Fr), فلز قلوي
Element 88: راديوم (Ra), فلز قلوي ترابي
Element 89: أكتينيوم (Ac), أكتينيدات
Element 90: ثوريوم (Th), أكتينيدات
Element 91: بروتكتينيوم (Pa), أكتينيدات
Element 92: يورانيوم (U), أكتينيدات
Element 93: نبتونيوم (Np), أكتينيدات
Element 94: بلوتونيوم (Pu), أكتينيدات
Element 95: أمريسيوم (Am), أكتينيدات
Element 96: كوريوم (Cm), أكتينيدات
Element 97: بركيليوم (Bk), أكتينيدات
Element 98: كاليفورنيوم (Cf), أكتينيدات
Element 99: أينشتاينيوم (Es), أكتينيدات
Element 100: فرميوم (Fm), أكتينيدات
Element 101: مندليفيوم (Md), أكتينيدات
Element 102: نوبليوم (No), أكتينيدات
Element 103: لورنسيوم (Lr), أكتينيدات
Element 104: رذرفورديوم (Rf), فلز انتقالي
Element 105: دوبنيوم (Db), فلز انتقالي
Element 106: سيبورغيوم (Sg), فلز انتقالي
Element 107: بوريوم (Bh), فلز انتقالي
Element 108: هاسيوم (Hs), فلز انتقالي
Element 109: مايتنريوم (Mt), فلز انتقالي
Element 110: دارمشتاتيوم (Ds), فلز انتقالي
Element 111: رونتجينيوم (Rg), فلز انتقالي
Element 112: كوبرنيسيوم (Cn), فلز انتقالي
Element 113: أنون تريوم (Uut)
Element 114: فليروفيوم (Uuq)
Element 115: أنون بينتيوم (Uup)
Element 116: أنون هيكسيوم (Uuh)
Element 117: أنون سيبتيوم (Uus)
Element 118: أنون أوكتيوم (Uuo)
5B
المظهر
أسود - بني
الخصائص العامة
الاسم، العدد، الرمز بورون، 5، B
تصنيف العنصر شبه فلز
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 13، 2، p
الكتلة الذرية 10.811غ·مول−1
توزيع إلكتروني He] 2s2 2p1]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 3 (صورة)
الخصائص الفيزيائية
الطور صلب
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 2.08 غ·سم−3
نقطة الانصهار 2349 ك، 2076 °س، 3769 °ف
نقطة الغليان 4200 ك، 3927 °س، 7101 °ف
حرارة الانصهار 50.2 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر 480 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (25 °س) 11.087 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
ض (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو
عند د.ح. (كلفن) 2348 2562 2822 3141 3545 4072
الخصائص الذرية
أرقام الأكسدة 3, 2, 1[1]
(أكسيده متوسط الحموضة)
الكهرسلبية 2.04 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 800.6 كيلوجول·مول−1
الثاني: 2427.1 كيلوجول·مول−1
الثالث: 3659.7 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري 90 بيكومتر
نصف قطر تساهمي 3±84 بيكومتر
نصف قطر فان دير فالس 192 بيكومتر
خصائص أخرى
المغناطيسية مغناطيسية معاكسة[2]
مقاومة كهربائية ~106 أوم·متر (20 °س)
الناقلية الحرارية 27.4 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري (الشكل ß بيتا) 5–7 [3] ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) 16,200 متر/ثانية (20 °س)
صلادة موس ~9.5
رقم الكاس 7440-42-8
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر البورون
النظائر توافر طبيعي عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال (ميغا إلكترون فولت) ناتج الاضمحلال
10B 19.9(7)%* 10B هو نظير مستقر وله 5 نيوترون

[4]

11B 80.1(7)%* 11B هو نظير مستقر وله 6 نيوترون

[4]

* إن محتوى البورون-10 يمكن أن تتراوح قيمته بين الحد الأدنى 19.1%
والحد الأعلى 20.3% في العينات الطبيعية، ويكون البورون-11 هو المتبقي.
[5]
ع · ن · ت

البورون أو اختصارا البور (وسمي كذلك لحجر البورق) 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 ( أو بوراكس). وهناك صورتان متأصلتان للبورون، فالبورون الغير متبلور عبارة عن مسحوق بني، ولكن فلز البورون بشكله البلوري فهو أسود اللون. الشكل الفلزي قاس (9.3 على مقياس موه) وهو موصل رديء في درجة حرارة الغرفة. ولا يوجد بشكل حر في الطبيعة.

خواصه[عدل]

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

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 للاحتكاك تشبه تلك الموجودة لدى الجرافيت. والبورون يشبه الكربون أيضا في قدرته على تكوين شبكات جزيئية من روابط تكافئية مستقرة.

استخداماته[عدل]

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

  • بسبب لون الأخضر المميز، يستخدم في 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 الآن كجزء من الأغشية المنفذة للسكر، كواشف الكربوهيدرات والمُجمّعات الحيوية. كما يستخدم في مجالات طبية، ويبدو أن 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.

تاريخ[عدل]

مركبات البورون (عرفها العرب باسم البورق عن الفرس الذين عرفوها باسم بوره) كانت معروفة منذ آلاف السنين. في مصر القديمة، اعتمدت عملية تحنيط المومياء على خام يعرف باسم 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 ول. 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.

وجوده[عدل]

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 اقتصاديا تأتي من احتياطيات 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 اختزال أكسيد البوريك مع معادل كالمغنيسيوم أو الألمنيوم. ولكن الناتج كان في أكثر الأحيان يشوبه بورات المعدن المستخدم. ويمكن تحضير البورون النقي باختزال 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.

نظائره[عدل]

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

تحذيرات[عدل]

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.

المراجع[عدل]

  1. ^ Zhang, K.Q.; Guo, B.; Braun, V.; Dulick, M.; Bernath, P.F. (1995). "Infrared Emission Spectroscopy of BF and AIF". J. Molecular Spectroscopy 170: 82. doi:10.1006/jmsp.1995.1058. 
  2. ^ Lide, David R. (ed.) (2000). Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics. CRC press. ISBN 0849304814. 
  3. ^ Holcombe Jr., C. E.; Smith, D. D.; Lorc, J. D.; Duerlesen, W. K.; Carpenter; D. A. (1973). "Physical-Chemical Properties of beta-Rhombohedral Boron". High Temp. Sci. 5: 349. 
  4. ^ أ ب "Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements". National Institute of Standards and Technology. اطلع عليه بتاريخ 2008-09-21. 
  5. ^ Szegedi, S.؛ Váradi، M.؛ Buczkó، Cs. M.؛ Várnagy، M.؛ Sztaricskai، T. (1990). "Determination of boron in glass by neutron transmission method". Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Letters 146: 177. doi:10.1007/BF02165219.