Бор
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Зміст |
[ред.] Загальна характеристика
Бор (рос. бор, англ. boron, нім. Воr n) – хімічний елемент. Символ В, ат.н. 5, ат.м. 10, 811. Неметал. Темно-сірі кристали. У природі існує у вигляді боратів. Має понад 10 алотропних модифікацій. Кларк 5·10-3% за масою. Найважливіші мінерали – бура та керніт. Світові запаси бл. 100 млн.т.
[ред.] Історія і походження назви
Із старовини в ювелірній справі застосовувалася сполука бура, що містило бор, відома середньовічним алхімікам під арабською назвою burag і латинським, — Borax. Буру використовували як плавень — для паяння золота і срібла, для додання легкоплавкості глазурі і склу. На початку XVII століття з бури було отримано речовину, яку пізніше стали називати борною кислотою. У 1808 році французькі хіміки Л. Ж. Гей-люссак і Л. Тенар і англійський хімік Г. Деві, що запізнився на 9 днів, повідомили про відкриття елементу. Вони отримали його прожаренням борної кислоти з металевим калієм, який незадовго перед цим був відкритий Деві. Після отримання речовини французькі хіміки дали назву елементу бор, а Деві — борон (лат. Boron), останнє збереглося в англійській мові.
[ред.] Отримання
У промисловості з природних боратів сплавом з содою отримують буру. При обробці природних мінералів бору сірчаною кислотою утворюється борна кислота. З борної кислоти H3BO3 прожаренням отримують оксид B2O3, а потім його або буру відновлюють активними металами (магнієм або натрієм) до вільного бору.
При цьому у вигляді сірого порошку утворюється аморфний бор. Кристалічний бор високої чистоти можна отримати перекристалізацією, але в промисловості його отримують електролізом розплавлених флуороборатів або термічним розкладанням парів броміду бору BBr3 на розжареному до 1000—1500 °C танталовому дроті у присутності водню.
Можливо також використання крекінгу бороводнів.
[ред.] Физичні властивості
Надзвичайно тверда речовина (поступається тільки алмазу, нітриду вуглецю, нітриду бору (боразону), карбіду бору, бор-вуглець-кремнію, карбіду скандію-титану). Крихкий, володіє напівпровідниковими властивостями (широкозонний напівпровідник).
[ред.] Хімічні властивості
Бор вельми інертна речовина, нерозчинна у воді і кислотах. Горить у фторі.
[ред.] Застосування
Застосовують сполуки бору в металургії, медицині, ядерній фізиці, електроніці тощо. Бор знаходить застосування у вигляді добавки при отриманні корозійно стійких і жаростійких сплавів. Поверхневе насичення сталевих деталей бором підвищує їх механічні і антикорозійні властивості. Карбіди бору (В4С і В13С2) володіють високою твердістю, це — хороші абразивні матеріали. Раніше вони широко використовувались для виготовлення свердел, вживаних зубними лікарями (звідси назва бормашина). Карбід бору застосовується в компактному вигляді для виготовлення газодинамічних підшипників.
Бор (у вигляді волокон) служить зміцнюючою речовиною багатьох композиційних матеріалів. Сам бор і його з'єднання — нітрид BN та інші — використовуються як напівпровідникові матеріали і діелектрики, алмазоподібна модифікація нітриду бору(боразон) по твердості майже не поступається алмазу і застосовується як важливий абразивний і різцевий матеріал. Газоподібні BF використовують в лічильниках теплових нейтронів.
Бор (його нуклід 10В) характеризується високим ефективним перерізом захоплення теплових нейтронів (3•10-25 м2). Важливо, що при цій ядерній реакції виникають тільки стабільні ядра. Тому чистий бор і, особливо, його сплави застосовують у вигляді матеріалів, що поглинають нейтрони, при виготовленні для ядерних реакторів регулюючих стрижнів, що уповільнюють або припиняють раєкції ділення.
Близько 50% природних і штучних з'єднань бору використовують при виробництві стекол (так звані боросилікатні стекла), близько 30% — при виробництві миючих засобів. Нарешті, приблизно 4-5% з'єднань бору витрачається при виробництві емалей, глазурі, металургійних флюсів.
У медицині як антисептичний засіб знаходять застосування бура і борна кислота (у вигляді водно-спиртових розчинів). У побуті буру або борну кислоту використовують для знищення побутових комах, зокрема, тарганів (бура, потрапляючи в органи травлення таргана, кристалізується, і гострі голчаті кристали, що утворилися, руйнують тканини цих органів).
Окремо також варто вказати на те, що сплави бор-вуглець-кремній володіють надвисокою твердістю і здатні замінити будь-який шліфувальний матеріал (окрім нітріда вуглецю, алмазу, нітриду бору по мікротвердості) а за вартістю і ефективністю шліфування (економічною) перевершують всі відомі людству абразивні матеріали. Ряд органічних похідних бору є надзвичайно ефективними ракетними паливами (діборан, пентаборан, тетраборан, і др), а деякі полімерні з'єднання з воднем і вуглецем є надзвичайно стійкими до хімічних дій і високих температур, наприклад широко відомий пластик Карборан-22.
[ред.] Біологічна роль
[ред.] Дивись також
[ред.] Література
Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. ISBN 966-7804-14-3
 |
Це незавершена стаття з хімії. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її. |
