Бор и его характеристики. Бор элемент. Свойства бора. Применение бора Как получают простое вещество

БОР (химический элемент) БОР (химический элемент)

БОР (лат. Borum), B (читается бор), химический элемент с атомным номером 5, атомная масса 10,811. Природный бор состоит из двух стабильных нуклидов (см. НУКЛИД) 10 В (19,57%) и 11 В. Бор расположен во втором периоде в группе IIIА. Конфигурация электронной оболочки слоя 1 s 2 2 s 2 1 . Радиус нейтрального атома бора 0,088-0,097 нм, радиус иона В 3+ - 0,025 нм. По шкале Полинга электроотрицательность (см. ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ) бора равна 2,04. Для бора наиболее характерно образование соединений в степени окисления +3 (валентность III). Отрицательные степени окисления бор проявляет редко, а с металлами он часто образует нестехиометрические соединения - бориды (см. БОРИДЫ) .
История открытия
С древности в ювелирном деле применялось содержащее бор соединение бура (см. БУРА) , известное средневековым алхимикам под арабским названием burag и латинским - Borax. Буру использовали как плавень - для пайки золота и серебра, для придания легкоплавкости глазури и стеклу. В начале 18 века из буры было получено вещество, которое позднее стали называть борной кислотой. В 1808 году французские химики Л. Ж. Гей-Люссак (см. ГЕЙ-ЛЮССАК Жозеф Луи) и Л. Тенар (см. ТЕНАР Луи Жак) и опоздавший на 9 дней английский химик Г. Дэви (см. ДЭВИ Гемфри) сообщили об открытии элемента. Они получили его прокаливанием борной кислоты с металлическим калием (см. КАЛИЙ) , который незадолго перед этим был открыт Дэви. Французские химики дали название элементу бор, а Дэви - борон (лат. Boron), последнее сохранилось в английском языке.
Нахождение в природе
В природе бор в свободном виде не встречается. Важнейшие минералы: бура - Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O, тетраборат натрия, кернит - Na 2 B 4 O 7 ·4H 2 O и другие природные бораты (см. БОРАТЫ ПРИРОДНЫЕ) , сассолин (борная кислота (см. БОРНЫЕ КИСЛОТЫ) ) - H 3 BO 3 . Соединения бора (бораты, боросиликаты, бороаммосиликаты) часто в небольших концентрациях входят в состав вулканических и осадочных пород. Присутствует в воде озер (особенно горьких) и морей. Содержание бора в земной коре 1·10 –3 % по массе (28 место), в воде океанов 4,41·10 –4 % (4,4 мг/л).
Получение
В промышленности из природных боратов сплавлением с содой получают буру. При обработке природных минералов бора серной кислотой образуется борная кислота. Из борной кислоты H 3 BO 3 прокаливанием получают оксид B 2 O 3 , а затем его или буру восстанавливают активными металлами (магнием или натрием) до свободного бора:
B 2 O 3 + 3Mg = 3MgO + 2B,
2Na 2 B 4 O 7 + 3Na = B + 7NaBO 2 .
При этом в виде серого порошка образуется аморфный бор. Кристаллический бор высокой чистоты можно получить перекристаллизацией, но в промышленности его чаще получают электролизом расплавленных фтороборатов или термическим разложением паров бромида бора BBr 3 на раскаленной до 1000-1500 °C танталовой проволоке в присутствии водорода:
2BBr 3 + 3H 2 = 2B + 6HBr
Возможно также использование крекинга бороводородов:
В 4 H 10 = 4B + 5H 2 .
Физические и химические свойства
По многим физическим и химическим свойствам неметалл бор напоминает элемент группы IVA неметалл кремний. (см. КРЕМНИЙ)
Простое вещество бор имеет несколько модификаций, все они построены из разным образом соединенных группировок атомов бора, представляющих собой икосаэдр B 12 .
Кристаллы бора серовато-черного цвета (очень чистые - бесцветны) и весьма тугоплавки (температура плавления 2074 °C, температура кипения 3658 °C). Плотность - 2,34 г/см 3 . Кристаллический бор - полупроводник (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ) . По твердости бор среди простых веществ занимает второе (после алмаза) место.
Химический бор довольно инертен и при комнатной температуре взаимодействует только со фтором:
2B + 3F 2 = 2BF 3
При нагревании бор реагирует с другими галогенами с образованием тригалогенидов, с азотом образует нитрид бора BN, с фосфором - фосфид BP, с углеродом - карбиды различного состава (B 4 C, B 12 C 3 , B 13 C 2). При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты, причем образуется прочный оксид B 2 O 3:
4B + 3O 2 = 2B 2 O 3
С водородом бор напрямую не взаимодействует, хотя известно довольно большое число бороводородов (боранов) (см. БОРОВОДОРОДЫ) различного состава, получаемых при обработке боридов щелочных или щелочноземельных металлов с кислотой:
Mg 3 B 2 + 6HCl = B 2 H 6 + 3MgCl 2
При сильном нагревании бор проявляет восстановительные свойства. Он способен, например, восстановить кремний или фосфор из их оксидов:
3SiO 2 + 4B = 3Si + 2B 2 O 3 ;
3Р 2 О 5 + 10В = 5В 2 О 3 + 6Р
Данное свойство бора можно объяснить очень высокой прочностью химических связей в оксиде бора B 2 O 3 .
При отсутствии окислителей бор устойчив к действию растворов щелочей. В горячей азотной, серной кислотах и в царской водке бор растворяется с образованием борной кислоты H 3 BO 3 .
Оксид бора В 2 О 3 - типичный кислотный оксид. Он реагирует с водой с образованием борной кислоты:
В 2 О 3 + 3Н 2 О = 2H 3 BO 3
При взаимодействии борной кислоты со щелочами возникают соли не самой борной кислоты - бораты (содержащие анион BO 3 3-), а тетрабораты, например:
4H 3 BO 3 + 2NaOH = Na 2 B 4 O 7 + 7Н 2 О
Применение
Бор находит применение в виде добавки при получении коррозионно устойчивых и жаропрочных сплавов. Поверхностное насыщение стальных деталей бором (борирование) (см. БОРИРОВАНИЕ) повышает их механические и антикоррозийные свойства. Карбиды бора (В 4 С и В 13 С 2) обладают высокой твердостью, это - хорошие абразивные материалы. Ранее их широко использовали для изготовления сверл, применяемых зубными врачами (отсюда название бормашина).
Бор (в виде волокон) служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов. Сам бор и его соединения - нитрид BN и другие - используются как полупроводниковые материриалы и диэлектрики. Газообразный BF используют в счетчиках тепловых нейтронов.
Бор (его нуклид 10 В) характеризуется высоким эффективным сечением захвата тепловых нейтронов (3·10 -25 м 2):
10 5 B + 1 0 n 4 2 He + 7 3 Li
Важно, что при этой ядерной реакции возникают только стабильные ядра. Поэтому чистый бор и особенно его сплавы применяют в виде поглощающих нейтроны материалов при изготовлении для ядерных реакторов регулирующих стержней, замедляющих или прекращающих реакции деления.
Около 50% природных и искусственных соединений бора используют при производстве стекол (так называемые боросиликатные стекла), около 30% - при производстве моющих средств. Наконец, примерно 4-5% соединений бора расходуется при производстве эмалей, глазурей, металлургических флюсов.
В медицине как антисептические средства находят применение бура и борная кислота (в виде водно-спиртовых растворов). В быту буру или борную кислоту используют для уничтожения бытовых насекомых, в частности, тараканов (бура, попадая в органы пищеварения таракана, кристаллизуется, и образовавшиеся острые игольчатые кристаллы разрушают ткани этих органов).
Биологическая роль
Бор - важный микроэлемент (см. МИКРОЭЛЕМЕНТЫ) , необходимый для нормальной жизнедеятельности растений. Недостаток бора останавливает их развитие, вызывает у культурных растений различные болезни. В основе лежат нарушения окислительных и энергетических процессов в тканях, снижение биосинтеза необходимых веществ. При дефиците бора в почве в сельском хозяйстве применяют борные микроудобрения (см. МИКРОУДОБРЕНИЯ) (борная кислота, бура и другие), повышающие урожай, улучшающие качество продукции и предотвращающие ряд заболеваний растений.
Роль бора в животном организме не выяснена. В мышечной ткани человека содержится (0,33-1)·10 -4 % бора, в костной ткани - (1,1-3,3)·10 -4 %, в крови - 0,13 мг/л. Ежедневно с пищей человек получает 1-3 мг бора. Токсичная доза - 4 г.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "БОР (химический элемент)" в других словарях:

Бор (лат. Borum), В, химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 5, атомная масса 10,811; кристаллы серовато чёрного цвета (очень чистый Б. бесцветен). Природный Б. состоит из двух стабильных изотопов: 10B (19%)… … Большая советская энциклопедия

УРАН (лат. Uranium), U (читается «уран»), радиоактивный химический элемент с атомным номером 92, атомная масса 238,0289. Актиноид. Природный уран состоит из смеси трех изотопов: 238U, 99,2739%, с периодом полураспада Т1/2 = 4,51·109 лет, 235U,… … Энциклопедический словарь

ЦИНК (лат. Zincum), Zn (читается «цинк»), химический элемент с атомным номером 30, атомная масса 65,39. Природный цинк состоит из смеси пяти стабильных нуклидов: 64Zn (48,6% по массе), 66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%), 68Zn (18,8%) и 70Zn (0,6%).… … Энциклопедический словарь

- (фр. Chlore, нем. Chlor, англ. Chlorine) элемент из группы галоидов; знак его Cl; атомный вес 35,451 [Пo расчету Кларке данных Стаса.] при O = 16; частица Cl 2, которой хорошо отвечают найденные Бунзеном и Реньо плотности его по отношению к… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Элемент, в газообразном состоянии является главной составной частью воздуха (см.); присутствие его в воздухе указано довольно определенно в 1772 г. Рутерфордом; окончательно оно установлено опытами Пристлея, Шееле, Кавендиша и Лавуазье. Кавендиш… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона Википедия

- (греч., от borax бура). Простое тело, добытое в первый раз Дэви в 1807 г. гальваническим путем: получается из буры, в виде темного, тяжелого порошка, или в виде прозрачных кристаллов. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.… … Словарь иностранных слов русского языка

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Бор - пятый элемент Периодической таблицы. Обозначение - B от латинского «borum». Расположен во втором периоде, IIIА группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 5.

Бор сравнительно мало распространен в природе; общее содержание в земной коре составляет около 10 -3 % (масс.).

К главным природным соединениям бора относятся борная кислота H 3 BO 3 и соли борных кислот, из которых наиболее известна бура Na 2 B 4 O 7 ×10H 2 O.

В обычных условиях бор представляет собой вещество кристаллической структуры (ромбоэдрическая сингония) темно-серого цвета (рис.1). Тугоплавок (температура плавления 2075 o С, температура кипения 3700 o С), диамагнитен, обладает полупроводниковыми свойствами.

Рис. 1. Бор. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса бора

Относительная молекулярная масса M r - это молярная масса молекулы, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С). Это безразмерная величина.

Относительная атомная масса A r - это молярная масса атома вещества, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С).

Поскольку в свободном состоянии бор существует в виде одноатомных молекул В, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 10,806.

Аллотропия и аллотропные модификации бора

Для бора характерно проявление аллотропии, т.е. существование в виде нескольких простых веществ, называемых аллотропными (аллотропическими) модификациями. Во-первых, бор существует в двух агрегатных состояниях - кристаллическом (окрашен в серый цвет) и аморфном (окрашен в белый цвет). Во-вторых, в кристаллической форме бор имеет более 10 аллотропных модификаций. Например, атомы бора могут быть объединены в группировки B 12 , имеющие форму икосаэдра - двадцатигранника (рис. 2).

Рис. 2. Икосаэдрическая группировка атомов бора B 12 .

Эти икосаэдры B 12 ,в свою очередь, могут располагаться относительно друг друга в кристалле по разному:

Изотопы бора

В природе бор существует в виде двух стабильных изотопов 10 B (19,8%) и 11 B (80,2%). Их массовые числа равны 10 и 11 соответственно. Ядро атома изотопа бора 10 B содержит пять протонов и пять нейтронов, а изотопа 11 B - такое же количество протонов и четыре нейтрона.

Существует двенадцать искусственных (радиоактивных) изотопов бора с массовыми числами от 5-ти до 17-ти, из которых наиболее устойчивым является 8 B с периодом полураспада равным 0,77 с.

Ионы бора

На внешнем энергетическом уровне атома бора имеется три электрона, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 1 .

В результате химического взаимодействия бор может терять свои валентные электроны, т.е. являться их донором, и превращаться в положительно заряженный ион (B 3+) или принимать электроны другого атома, т.е. являться их акцептором, и превращаться в отрицательно заряженный ион (B 3-):

B 0 -3e → B 3+ ;

B 0 +3e → B 3- .

Молекула и атом бора

В свободном состоянии бор существует в виде одноатомных молекул В. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу бора:

Сплавы бора

В металлургии бор применяется как добавка к стали и к некоторым цветным сплавам. Присадка очень небольших количеств бора уменьшает размер зерна, что приводит к улучшению механических свойств сплавов. Применяется также поверхностное насыщение стальных изделий бором - борирование, повышающее твердость и стойкость против коррозии.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание	Найдите формулу соединения бора с водородом (борана), имеющего состав в массовых долях процента: бора - 78,2; водорода - 21,8. Если масса 1 см 3 этого газа равна массе 1 см 3 азота.
Решение	Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (бор), «у» (водород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел): x:y = ω(B)/Ar(B) : ω(H)/Ar(H); x:y= 78,2/11: 21,8/1; x:y= 7,12: 21,8= 1: 3. Значит простейшая формула соединения бора с водородом (борана) будет иметь вид BH 3 и молярную массу 14 г/моль . Согласно условию задачи: m(N 2) = M(N 2) × V(N 2) / V m = 28 × 1 / 22,4 = 1,25 г. m(B x H y) = M(B x H y) × V(B x H y) / V m = M(B x H y) × 1 / 22,4. m(N 2) = m(B x H y) = M(B x H y) × 1 / 22,4; M(B x H y) = m(N 2) ×22,4 = 1,25 × 22,4 = 28 г/моль. Чтобы найти истинную формулу вещества найдем отношение полученных молярных масс: M(B x H y) / M(BH 3) = 28 / 12 = 2. Значит индексы атомов бора и водорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула борана будет иметь вид B 2 H 6 .
Ответ	B 2 H 6

Чаще всего представления о боре связывают не с простым веществом, свойства которого малоизвестны, а с соединениями - борной кислотой или ее солью, называемой бурой. Элемент бор широко распространен в земной коре, достаточно сказать, что более ста горных пород и минералов содержат его в своем составе. В нашей статье мы изучим физические и химические свойства элемента и рассмотрим области применения бора и его соединений в промышленности, медицине и сельском хозяйстве. Интересным является также вопрос влияния боратов на организм человека и их роли в обмене веществ, который мы выясним на конкретных примерах.

Особенности физических свойств

Для человека, не связанного с химией, основные характеристики элемента - агрегатное состояние, плотность, температура кипения или плавления - малоизвестны. Более того, как простое вещество элемент бор в природе не встречается. При обычных условиях он представляет собой аморфную массу темного цвета. Кристаллическая форма имеет различную окраску: бесцветную, красную или серую. Соединение может образовывать до десяти видов аллотропных модификаций, отличающихся между собой строением кристаллической решетки. Она же, в свою очередь, зависит от температуры получения вещества. Бор хрупкий, но очень твердый, и по этой характеристике уступает только алмазу, он также хорошо проводит электрический ток.

Положение в периодической системе: характерные особенности соединения

Свойства элемента бор определяются местом, которое он занимает в химических элементов Д.И. Менделеева. Являясь р-элементом, изучаемое нами вещество проявляет как неметаллические, так и металлические свойства и в соединениях имеет степень окисления, равную +3. Это значит, что для образования химической связи атом бора отдает три своих электрона, расположенных на последнем энергетическом уровне. Много общих физических и химических свойств у него с кремнием, расположенным в периодической системе по диагонали. В 13-й группе таблицы свойства химического элемента бор имеют наиболее выраженный неметаллический характер. С увеличением заряда ядра атома у всех остальных представителей - алюминия, галлия, индия - наблюдается плавное усиление признаков металлов. Атомы элемента встречаются в виде двух изотопов с массовыми числами 10 и 11. Первый из них имеет интересное свойство, что позволило использовать изотоп в ядерной физике, другой активно применяют в металлургическом производстве. Ознакомимся с ними подробнее.

Роль элемента в современных отраслях промышленности

Изотоп 10 B способен поглощать быстро движущиеся в реакторах атомных станций элементарные частицы - нейтроны. Его используют в качестве фактора, не позволяющего ядерной реакции перейти в неконтролируемую фазу, заканчивающуюся взрывом. При выплавке черных и цветных металлов простое вещество применяют в качестве добавки, уменьшающей размер зернистости сплава, что значительно улучшает его физические показатели. Способность к образованию слоя на металлических поверхностях - эта характеристика химического элемента бор, называемая борованием, повышает качество изделий, предохраняя их от коррозии.

Как получают простое вещество?

Свободный бор в виде аморфного порошка можно добыть восстановлением его оксида металлическим магнием. Полученное соединение содержит примеси, не получило широкого распространения. Поэтому в последнее время применяют метод термического разложения боранов - соединений с водородом, или же восстановление галогенидов бора. В этом случае чистота бора высока. Он имеет вид черного и очень твердого кристалла.

Распространение в природе

Более ста минералов и руд содержат элемент в виде боратов и боросиликатов. Наиболее известные из них - датолит и кристаллогидрат Na 2 B 2 O 7 × 10 H 2 O, называемый бурой. Они входят в состав пород, образованных в результате вулканических извержений, а также и тех, что имеют осадочное происхождение. Вот еще некоторые представители борсодержащих пород. Например, названный в честь итальянского химика А. Авогадро, определившего минерал авогадрит. Это комплексное соединение калия, фтора и бора. Другое, достаточно редкое соединение - улексит, представляет собой кристаллогидрат боратов кальция и натрия. Или пейнит - минерал, содержащий кладезь ценных элементов, таких как алюминий, цирконий, бор. Характеристика элемента будет неполной, если мы не вспомним о широком его распространении в составе геотермальных минеральных вод, гейзеров и морской воды. Особенно высокое содержание ионов В 3+ регистрируется в бальнеологических и питьевых источниках Кавказа и Крыма.

Особенности реакций с химическими веществами

Как мы уже говорили, свойства бора во многом напоминают кремний. При обычной температуре и давлении он достаточно пассивен и вступает во взаимодействие только с самым активным неметаллом - фтором. При нагревании реагирует с хлором, бромом и другими галогенами, а также с фосфором, азотом и углеродом. Чтобы получить соединение бора с водородом, применяют реакцию между сильной неорганической кислотой и боратами щелочных и щелочноземельных металлов. В окислительно-восстановительных реакциях с оксидами, например фосфора или кремния, элемент бор ведет себя, как восстановитель, а вот со щелочами не взаимодействует вовсе. Трехосновную кислоту - H 3 BO 3 , являющуюся важным для промышленности сырьем, можно получить действием на простое вещество горячих растворов азотной или серной кислот либо растворением бора в царской водке: смеси азотной и соляной кислот. Борная кислота имеет ярко выраженные бактерицидные свойства и применяется в медицине. Однако в больших дозах она сильно токсична, поэтому в настоящее время ее использование ограничено.

Соли борных кислот

Если в химической литературе упоминаются бораты, то речь идет о солях тетраборной кислоты H 2 B 4 O 7 или других, менее гидратированных соединениях, чем обычная борная кислота. Наибольшее значение для промышленности имеет тетраборат натрия, в обиходе он часто называется бурой. При изготовлении фаянсовых и фарфоровых изделий элемент бор применяют в качестве компонента глазури, а при производстве эмалированной посуды бура входит в состав ее покрытия. Тетраборат натрия давно применяется в стекольной промышленности для придания стеклу специальных свойств, например таких, как высокая прозрачность и способность пропускать до 75% всех ультрафиолетовых лучей, воспринимаемых живыми объектами.

Бор как микроэлемент в организмах

Наиболее важное влияние оказывает этот компонент на растения. Он входит в состав фитогормонов, регулирующих развитие образовательной ткани - меристемы, расположенной на верхушках молодых побегов и в точке роста растения. Если почва бедна на ионы B 3+ , то наблюдается не только отставание в развитии, но и угнетение репродуктивных функций, и растение перестает образовывать цветки. Химический элемент бор поступает в почву вместе с минеральными удобрениями, которые вносят осенью.

Есть растения-индикаторы, по которым можно судить о содержании соединения в почвенном растворе. Например, галофит солянка при высокой концентрации анионов BO 3 3- становится гигантских размеров, а солерос и полынь степная прекращают свой рост. Бор важен и для организма человека. Он влияет на функцию инсулина, повышая его активность, регулирует выработку половых гормонов и проведение возбуждения по нервному волокну.

В нашей статье мы дали характеристику элемента бор и выяснили его значение для жизни человека.

От цыпленка к человеку. Обычно, говорят: — «От обезьяны». Но, речь не об эволюции, а о доказательстве важности бора для организма.

До 1981-го года элемент считали несущественным, не требующим включения в рацион. Убеждения ученых пошатнули цыплята.

Их выращивание шло успешнее, если в питание входил бор . Его необходимость курам, доказали в 1985-ом, а к 1990-ым дело дошло и до человека.

Выяснилось, что бор – элемент , поддерживающий плотность костной ткани.

К тому же, вещество удерживает в норме выработку, как мужского, так и женского гормона, то есть, эстрогена и прогестерона.

Эксперименты показали, что принимая препараты бора , люди теряют на 40% меньше и на 33% с .

Свойства бора

Бор – химический элемент , стоящий в под 5-ым номером. Строение у вещества атомное.

Такое характерно для металлов, однако, бор к ним не относится. Элемент является исключением среди своей группы неметаллов.

Они, собственно в периодической системе находятся на, и выше линии, проведенной от бора к .

Для неметаллов характерно молекулярное строение, но , и 5-ое вещество вне правил.

Атомная решетка обеспечивает герою рекордный предел прочности на разрыв – 5,7 гектопаскалей.

Не удивительно, что волокнистый бор – хим. элемент , добавляемый в композиционные материалы.

Их создают искусственно, складывая из компонентов с различными свойствами. В итоге, получаются легкие, но жесткие, прочные и износостойкие конструкции.

Атомы бора состоят и 5-ти протонов и стольки же, или 6-ти, нейтронов. Соответственно, есть два природных изотопа: — 10-ый и 11-ый.

На электронных оболочках атома элемента вращаются 5 частиц. Два электрона располагаются на ближней к ядру орбите, а три – на дальней.

Поэтому, стандартная валентность бора равна +3-ем. Под валентностью понимается способность атома формировать с другими элементами определенное количество химических связей.

Три электрона, готовые к взаимодействию, обеспечивают 5-му элементу высокую химическую активность.

Характерна, к примеру, реакция спекания с порошками металлов. Образуются бориды. «Стремится» 5-ое вещество и к . Правда, образованный бороводород нестабилен.

А вот оксиды бора устойчивы. Получаются последние, как правило, при высоких температурах из оксидов других элементов. Так, бор способен заменить углерод в угарном газе, кремний в .

Соединения бора – единственные его представители в природе. В свободном виде 5-ый элемент получают лишь в лабораториях.

Впервые опыт удался Анри Муассан. Французский химик разработал магниетермический способ получения чистого бора . Элемент таблицы Менделеева извлечен в ходе реакции: B 2 O 3 + 3Mg -à3MgO + 2B.

При этом, конечный бор был загрязнен примесями не более, чем на 10%. Удалось рассмотреть внешность элемента.

Это жесткое, серое вещество. Расплавить его удается лишь при 4000 градусов Цельсия.

Два природных изотопа бора значительно разнятся в характеристиках, в частности, в сечении захвата тепловых нейтронов.

Последние, провоцируют атомные реакции. Сечение захвата – способность ядра бора улавливать медленные нейтроны. Если показатель велик, можно регулировать ход реакции, останавливать ее.

Значит, вещества с большим сечением захвата подходят для стержней атомных реакторов. Из изотопов бора годится лишь один. Какой именно, расскажем в следующей главе.

Применение бора

Для стержней реакторов годится легкий изотоп бора , то есть, B10. У него не просто большое сечение захвата, а первое среди всех элементов таблицы Менделеева.

У 11-го бора, напротив, показатель самый маленький. Соответственно, тяжелую версию 5-го вещества можно применять в горячей зоне реакторов. То есть, B11 – отличный конструкционный материал для атомных станций.

В атомной энергетике ценят не только чистый бор , но и его соединение с .

Это газ, необходимый в счетчиках тепловых нейтронов. Их, так же, называют борными. Аппаратура служит в качестве приемника излучения.

В атомных реакторах, и не только, приходится кстати тугоплавкость и жаропрочность бора.

Поэтому, элемент становится добавкой к многим . Чаще всего, насыщают их поверхность.

Этот процесс называется борированием. Подвергают ему, как правило, . Их поверхность становится более прочной и устойчивой к коррозии.

В итоге, из борированной могут служит в агрессивных средах, выдерживать повышенные ударные нагрузки.

Карбиды бора, то есть соединения с углеродом, долгое время применялись зуботехниками. Задумывались, почему так называются?

Потому что сверла в аппаратах сделаны из сплава с карбидом 5-го элемента. Такими сверление зубов наиболее быстро и эффективно.

Формула бора в : — B 4 C. Есть, так же, более редкое соединение B 13 C 2 . Оба – отличные абразивные материалы, поскольку , как .

Нитриды 5-го вещества, то есть, его соединения с , — отличные полупроводники.

Их удельная проводимость больше, чем у диэлектриков, но меньше, чем у металлов.

Полупроводники нужны в интегральных схемах, транзисторах, оптоэлектронике.

Секрет материалов в том, что с повышением температуры они начинают проводить ток лучше. Обычные же проводники при жаре, напротив, теряют свойства.

Добыча бора

В соединениях бор извлекают из земных недр. На тонну породы, в среднем, приходятся 4 грамма 5-го элемента.

Больше всего, около 100 микрограммов на килограмм породы, бора в . Его, так же, ищут там, где есть щелочные почвы.

Они наиболее насыщенны элементом. Интересно, что добывать его можно даже из морских растений. В них 5-го вещества 120 микрограммов на кило.

Из минералов бором наиболее богат улексит. Его залежи, к примеру, разрабатывают в Чили. Общие запасы оцениваются в 30 000 000 тонн.

Все залежи находятся в пустыне Атакама. Первые поставки отсюда начались еще в середине 19-го века, сразу после постройки в стране железной дороги.

Сколько в те годы стоил бор, не говориться. Однако, можем узнать современный ценник.

Цена бора

Стоимость продукции зависит от вида и объемов. Так, в металлургии нужен чистый, аморфный бор .

Аморфным называют вещество, но не имеющее кристаллической решетки.

Если промышленники приобретают кристаллический элемент, то максимально измельченный.

Так вот, порошок аморфного бора в фасовке по 15 килограммов стоит около 9000 рублей.

Однако, есть предложения, где кило оценивают лишь в 50 рублей. Здесь уже нужно собирать досье на поставщика.

Причиной низкой стоимости может быть загрязненность бора, большой процент примесей. Хотя, встречаются и честные предложения, особенно, при оптовых поставках.

Что касается соединений 5-го элемента, за карбиды дают от 100-та до 700-от рублей. Это ценник за 1000 граммов.

Разброс стоимости обоснован разными формулами и свойствами карбидов. За кило борного ангидрита приходится выложить в районе 250-ти, а за нитрид – несколько тысяч рублей.

Встречается и органобор . Это комплексное удобрение, ведь, если бы 5-ый элемент ни был нужен растениям, как и человеческому организму, его бы не добывали из водорослей. Типичная фасовка органобора – литровая. Ее стоимость — 350-400 рублей.