Boras

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigaciją, paiešką
Boras (B)
B-TableImage.png
Periodinė grupė

Pusmetalis

Atomo numeris 5
Išvaizda

Tamsi kieta medžiaga
B,5.jpg

Atomo savybės
Atominė masė
(Molinė masė)

10,811(7) а.m.v. (g/mol)

Atomo spindulys 87 pm
Jonizacijos energija
(pirmas elektronas)

Pirmas: 800,6
Antras: 2427,1
Trečias: 3659,7 kJ/mol (eV)

Elektronų konfigūracija

1s² 2s² 2p1

Cheminės savybės
Kovalentinis spindulys

82 pm

Jono spindulys

85 pm

Elektroneigiamumas

2,04 (pagal Polingą)

Elektrodo potencialas

N/A

Oksidacijos laipsniai

3

Termodinaminės savybės
Tankis

2,34 g/cm³

Šiluminė talpa

N/A J/(K·mol)

Šiluminis laidumas

27,4 W/(m·K)

Lydymosi temperatūra

3769 K

Lydymosi šiluma

50,2 kJ/mol

Virimo temperatūra

N/A K

Garavimo šiluma

480 kJ/mol

Molinis tūris

4,62 cm³/mol

Kristalinė gardelė
Kristalinė gardelė

romboedras

Gardelės periodas

N/A Å

Borasperiodinėje cheminių elementų lentelėje žymimas raide B ir turi atominį numerį 5. Trivalentis nemetalas, puslaidininkis, boras gausiai randamas borakso rūdoje. Yra dvi boro atmainos: amorfinis boras – rudi milteliai ir kietas juodas žvilgantis boras. Antrosios atmainos kietumas yra 9,3 pagal Moso skalę. Gamtoje sutinkamas tik junginiuose.

Pagrindinės savybės[taisyti | redaguoti kodą]

Boras turi mažai elektronų, užpildančių p orbitalę. Boro junginiai dažnai elgiasi kaip Luiso rūgštys, be vargo susisieja su daugiaelektronėmis medžiagomis.

Normalioje temperatūroje boras yra menkas elektros laidininkas, bet aukštoje temperatūroje gerai praleidžia elektrą.

Tepus. Boras taip pat yra panašus į anglį, sugeba suformuoti stabilų molekulinį kovalentinį ryšį.

Taikymas[taisyti | redaguoti kodą]

Ekonomikoje didžiausią reikšmę turintis boro junginys yra natrio tetraborato dekahidritas (Na2B4O7 • 10H2O), arba boraksas, kuris yra naudojamas dideliais kiekiais izoliaciniam pluoštiniam stiklui gaminti, ir natrio perboratas -chlorkalkėms. Kitas panaudojimas:

  • Dėl savo savitos žalios liepsnos boras naudojamas pirotechnikoje (raketoms).
  • Boro rūgštis yra labai svarbi medžiaga tekstilėje. Taip pat naudojama kaip priemonė vabzdžiams naikinti.
  • Boras yra plačiai naudojamas organinėse sintezėse, borosilikatiniam ir borofosfosilikatiniam stiklui gaminti.
  • Boras-10 naudojamas reguliuoti reakcijoms atominiuose reaktoriuose, taip pat kaip skydas nuo radiacijos ir neutronams aptikti.
  • Boro siūleliai yra labai tvirti, iš jų daroma lengva medžiaga yra labai svarbi aerokosmonautikoje. Šios medžiagos mechaninis atsparumas yra 3600 MPa.
  • Natrio borohidratas (NaBH4), yra populiari redukuojanti medžiaga, naudojama, pavyzdžiui, redukuojant aldehidus ir ketonus į alkoholius.
  • Boras mažais kiekiais naudojamas kaip priemaiša P-tipo puslaidininkiams.

Boras naudojamas ir gydant artritą. Boro hibridai lengvai oksiduojasi ir atpalaiduoja didelį kiekį energijos. Buvo atliekami tyrimai siekiant panaudoti juos raketiniam kurui.

Boro nitritas naudojamas ypatingai kietų medžiagų gamybos procese, pvz., deimantų. Nitritas taip pat veikia kaip ir elektrinis izoliatorius, bet šilumą praleidžia panašiai kaip ir metalai.

Boras ir boratai nėra toksiški ir nereikalauja jokių elgesio saugumo priemonių. Tačiau kai kurie boro vandenilio junginiai yra nuodingi ir reikalauja specialios priežiūros ir elgesio priemonių.

Istorija[taisyti | redaguoti kodą]

Boro medžiaga (arabiškai Buraq -> persų k. Burahboraksas, seniausiai žinomas boro junginys) buvo žinoma jau prieš keturis tūkstančius metų. Senovės Egipte mumifikuojant buvo naudojamas natrio karbonatas, kuris neleisdavo plisti boratams bei kitoms druskoms. Borakso glazūra buvo naudojama Kinijoje nuo 300 m. pr. m. e., o stiklo gamyboje boras naudotas jau antikinėje Romoje.

Grynas boras nebuvo išskirtas iki 1808 m. Tai padarė seras Hamfris Deivis, Džozefas Luisas Gajus-Lusakas, ir Luisas Žakas Tenardas, maždaug 50 % grynumu. Šie žmonės nemanė, kad tai naujas elementas. Tai 1824 m. įrodė Jonsas Jakobas Berzelius. Pirmasis gryną borą 1909 m. išskyrė amerikietis chemikas V. Veintraubas.

Paplitimas[taisyti | redaguoti kodą]

Didžiausios boro gamintojos yra Jungtinės Amerikos Valstijos ir Turkija. Grynas boras išgaunamas iš borakso, boro rūgšties, kolemanito, kernito, uleksito ir boratų. Boro rūgštis kartais randama vulkanų versmėse.

Ekonomiškai svarbūs gavybos šaltiniai yra razorito rūda (kernitas) ir tinkalis (borakso rūda). Abu yra randami Mohavos dykumoje Kalifornijoje (tai vienas svarbiausių borakso šaltinių pasaulyje). Kiti svarbūs borakso klodai yra randami Turkijoje.

Gryną borą yra gana sunku išgauti. Iš pradžių buvo naudojama boro oksido redukcija su metalais, pvz., magniu ar aliuminiu. Grynas boras taip pat gali būti išgautas aukštoje temperatūroje redukuojant drumstą boro halogenidą vandeniliu.

1997 m. vienas kristalinio boro (99 % grynumo) gramas kainavo apie 5 JAV dolerius, o kieto boro vienas gramas kainavo 2 JAV dolerius.

Izotopai[taisyti | redaguoti kodą]

Boras turi du gamtoje pasitaikančius stabilius izotopus, 11B (80,1 %) ir 10B (19,9 %). Iš viso žinoma 13 boro izotopų.

Vikiteka