ბორი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
(გადამისამართდა გვერდიდან ბორი (ელემენტი))
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
Disambig-dark.svg სხვა მნიშვნელობებისთვის იხილეთ ბორი (მრავალმნიშვნელოვანი).
ბორი / Borum (B) B-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 5
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება
Boron mNACTEC.jpg
მუქი-ყავისფერი ან შავი ნივთიერება
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
10,811 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 98 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 800,2(8,29) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [He] 2s2 2p1
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 82 პმ
იონური რადიუსი 23 (+3e) პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
2,04
ელექტროდული პოტენციალი
ჟანგვის ხარისხი +3
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 2,34 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 11,09[1] /(·მოლი)
თბოგამტარობა 27,4 ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 2573
დნობის სითბო 23,60 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 3931
აორთქლების სითბო 504,5 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 4,6 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა რომბიედრული
მესრის პერიოდი 10,17 Å
შეფარდება 0,576n/
დებაის ტემპერატურა 1250


ბორის ატომის სქემა
B 5
10,811
[He] 2s2 2p1
ბორი

ბორი — დიმიტრი მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეორე პერიოდის მესამე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერით 5. აღინიშნება სიმბოლოთი B (ლათ. Borum). თავისუფალი სახის ბორი — არის უფერო, რუხი ან წითელი კრისტალური ან მუქი ამორფული ნივთიერებაა. ცნობილია ბორის 10-ზე მეტი ალოტროპიული მოდიფიკაცია.ბორი წარმოადგენს ტრივიალურ მეტალოიდს, რომელიც დიდი რაოდენობით გვხვდება ბორაქსის და ალექსისტის აქროლად საბადოებში.

ამორფული ბორი - მურა ფერის ფხვნილია, კრისტალური ბორი კი შავი ფერისაა, რომელიც საკმაოდ მძიმეა (~ 9.5 მოხის სკალის მიხედვით) და ოთახის ტემპერატურაზე სუსტი გამტარია. ბორი გამოიყენება დანამატების სახით ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში, ხოლო მისი ნაერთები უმნიშვნელოვანეს როლს ასრულებენ როგორც მსუბუქი სტრუქტურული მასალები, ინსექტიციდები (მწერების საწინააღმდეგოდ), კონსერვანტები და რეაგენტები ორგანული სინთეზისათვის.

ბორი წარმოადგენს მცენარეებისათვის აუცილებელ საკვებ ელემენტს. მისი ნაკლებობა იწვევს დაავადებას, მაგრამ მაღალი კონცენტრაციის დროსაც ასევე შესაძლებელია ანომალური პროცესების განვითარება.

დადგენილია, რომ იგი მნიშვნელოვანი ელემენტია ვირთხების და სხვა ძუძუმწოვრების ცხოველქმედებისათვის, თუმცა მისი ზუსტი ფიზიოლოგიური როლი ჯერ კიდევ სრულად არ არის შესწავლილი.

ისტორია და სახელწოდების წარმომავლობა[რედაქტირება]

პირველად მიღებულ იქნა 1808 წელს ფრანგი ფიზიკოსის ჟოზეფ ლუი გეი-ლუსაკის და ლუი ჟაკ ტენარის მიერ, ბორის ანჰიდრიდის B2O3-ის გახურებით ლითონურ კალიუმთან ერთად. რამდენიმე თვის შემდეგ ბორი მიიღი ჰემფრი დევიმ B2O3-ის განალღვობის ელექტროლიზით.

ელემენტის სახელი მოდის არაბული სიტყვიდან ბურაკი (არაბ. بورق‎‎) ან სპარსულიდან ბურაჰ (სპარს. بوره) [2], რომლებიც გამოიყენებოდა მინერალის ბურას აღსანიშნავად[3]

ბუნებაში[რედაქტირება]

დედამიწის ქერქში ბორის საშუალო შემცველობაა 4 გრ/ტ. ამის მიუხედავად, ცნობილია ბორის საკუთარი მიახლოებით 100 მინერალი; «სხვის» მინერალებში ის თითქმის არ გვხვდება. ეს აიხსნება უპირველეს ყოვლისა, იმით რომ ბორის კომპლექსურ ანიონებს (კერძოდ ამ სახით ის შედის უმრავლეს მინერალებში) არ აქვს ფართოდ გავრცელებული ანალოგები. თითქმის ყველა მინერალში ბორი დაკავშირებულია ჟანგბადთან, ხოლო ფტორშემცველი ნაერთების ჯგუფი ძალიან მცირერიცხოვანია. ელემენტარული ბორი ბუნებაში არ გვხვდება. ის შედის ბევრ ნაერთში და ფართოდაა გავრცელებული, განსაკუთრებით მცირე კონცენტრაციებით; ბოროსილიკატების და ბორატებისს სახით, ასევე იზომორფული მინარევების სახით შედის ბევრი ამოფრქვეული და დანალექი ქანების მინერალებში. ბორი არის ნავთობში და ზღვის წყალში (ზღვის წყალში 4,6 მგრ/ლ[4]), მარილიან ტბებში, ცხელ წყაროებში და ტალახის ვულკანებში.


ბორის მინერალების ძირითადი ფორმები:

ბოროსილიკატები: დატოლიტი CaBSiO4OH, დანბურიტი CaB2Si2O8
ბორატები: ბურა Na2B4O7 • 10H2O, აშარიტი MgBO2(OH), ჰიდრობორაციტი (Ca, Mg)B6O11 • 6H2O, ინიოიტი Ca2B6O11 • 13H2O, კალიბორიტი KMg2B11O19 • 9H2O.

ასევე განასხვავებენ ბორის საბადოების რამდენიმე ტიპს:

  • ბორატების მაგნეზიური საბადოები:
  1. ლუდვიგიტური და ლუდვიგიტ-მაგნეტიტური მადნები;
  2. კოტოიტური მადნები დოლომიტურ მარმარილოებში;
  3. აშარიტული და აშარიტულ-მაგნეტიტური მადნები.
  • ბოროსილიკატების კირული საბადოები (დატოლიტური და დანბორიტული მადნები);
  • ბოროსილიკატების გრეიზენების საბადოები, მეორად კვარციტებში და ჰიდროთერმულ ძარღვებში (ტურმალინის კონცენტრაციები);
  • ვულკანოგენურ-დანალექი:
  1. ბორის მადნები, ვულკანური მოქმედების პროდუქტების დანალექები;
  2. დანალექი ბორატული მადნები ტბის ნალექებში;
  3. ჩამარხული დანალექი ბორატული მადნები.
  • ჰალოგენ-დანალექი საბადოები:
  1. ბორატების საბადოები ჰალოგენურ დანალექებში;
  2. ბორატების საბადოები მარილოვანი გუმბათების თაბაშირის ქუდებში.

მიღება[რედაქტირება]

ყველაზე სუფთა ბორს ღებულობენ ბაროწყალბადების პიროლიზით. ასეთი ბორი გამოიყენება ნახევარგამტარ მასალებში და ქიმიურ სინთეზებში.

1. მეტალოთერმიის მეთოდი (აღდგენა მაგნიუმით ან ნატრიუმით):

\mathrm{B_2O_3 + 3 \ Mg \longrightarrow 3 \ MgO + 2 \ B}

\mathrm{KBF_4 + 3 \ Na \longrightarrow 3 \ NaF + \ KF + \ B}

2. ბორის ბრომიდის ორთქლის თერმული დაშლით გავარვარებულ (1000—1200 °C) ვოლფრამის მართულზე წყალბადის თანდასწრებით (ვან-არკელის მეთოდი):

\mathrm{2BBr_3 + 3 \ H_2 \longrightarrow 2 \ B + 6 \ HBr}

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

იზოტოპების 10В (ზედა მრუდი) და 11В (ქვედა მრუდი) ნეიტრონების მიტაცების განიკვეთი.

არის ძალიან მაგარი ნივთიერება (ჩამორჩება მხოლოდ ალმასს, ნახშირბადის ნიტრიდს, ბორის ნიტრიდს (ბორაზონი), ბორის კარბიდს, ბორი-ნახშირბად-სილიციუმი შენადნობს, სკანდიუმ-ტიტანის კარბიდს). აქრის მყყიფე და აქვს ნახევარგამტარი თვისებები.

ბუნებაში ბორი გვხვდება ორი იზოტოპის სახით 10В (20 %) და 11В (80 %)[5].

10В აქვს მეტად დიდი სითბული ნეიტრონების შთანთქმის განიკვეთი, ამიტომაც 10В ბორმჟავას შემადგენლობაში გამოიყენება ბირთვულ რეაქტორებში რეაქტიულობის რეგულირებისათვის.

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ბორის იონები ალს მწვანე ფერს აძლევენ

ბევრი ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით არალითონი ბორი ძალიან გავს სილიციუმს.

ქიმიურად ბორი საკმაოდ ინერტულია და ოთახის ტემპერატურაზე ურთიერთქმედებს მხოლოდ ფტორთან:

\mathrm{2B + 3 \ F_2 \longrightarrow 2 \ BF_3 \uparrow}.

გახურებისას ბორი რეაგირებს სხვა ჰალოგენებთან, აზოტთან ბორის ნიტრიდის BN წარმოქმნით , ფოსფორთან — ფოსფიდის BP, ნახშირბადთან — სხვადსხვა შემადგენლობის კარბიდის (B4C, B12C3, B13C2) წარმოქმნით. ჟანგბადის ატმოსფეროში ან ჰაერზე გახურებისას ბორი იწვის სითბოს დიდი რაოდენობის გამოყოფით, წარმოიქმნება ოქსიდი B2O3:

\mathrm{4B + 3 \ O_2 \longrightarrow 2 \ B_2O_3}

წყალბადთან ბორი პირდაპირ არ ურთიერთქმედებს, თუმცა ცნობილია სხვადასხვა შემადგენლობის ბევრი ბორწყალბადი, რომელსაც მიიღებენ ტუტე ლითონების ან ტუტემიწა ლითონების მჟავეებით დამუშავებისას:

\mathrm{Mg_3B_2 + 6 \ HCl \longrightarrow \ B_2H_6 \uparrow + 3 \ MgCl_2}

ძლიერი გახურებისას ბორი ავლენს აღმდგენ თვისებებს. ის მაგალითად, აღადგენს სილიციუმს და ფოსფორს მათი ოქსიდებიდან:

\mathrm{3SiO_2 + 4 \ B \longrightarrow 3 \ Si + 2 \ B_2O_3}

\mathrm{3P_2O_5 + 10 \ B \longrightarrow 5 \ B_2O_3 + 6P}

ბორის ეს თვისება შეიძლება ავხსნათ B2O3-ის ქიმიური ბმების მეტად მაღალი სიმტკიცით.

მჟანგავების არ არსებობის დროს ბორი მდგრადია ტუტების ხსნარების მოქმედების მიმართ. ცხელ აზოტმჟავაში, გოგირდმჟავაში და სამეფო წყალში ბორი იხსნება ბორმჟავის ~H_3BO_3 წარმოქმნით.

ბორის ოქსიდი ~B_2O_3 — ტიპიური მჟავა ოქსიდია. ის რეაგირებს წყალთან ბორმჟავის წარმოქმნით:

\mathrm{B_2O_3 + 3 \ H_2O \longrightarrow 2 \ H_3BO_3}

ბორმჟავის ურთიერთქმედებით ტუტეებთან წარმოიქმნება არა თვითონ ბორმჟავის მარილებიბორატები (რომლებიც შეიცავენ ანიონს BO33−), ხოლო ტეტრაბორატები, მაგალითად:

\mathrm{4H_3BO_3 + 2 \ NaOH \longrightarrow \ Na_2B_4O_7 + 7 \ H_2O}

გომეყენება[რედაქტირება]

ელემენტარული ბორი[რედაქტირება]

ბორი (ბოჭკოების სახით) ბევრ კომპოზიციურ მასალებში გამოიყენება როგორც გამამტკიცებელი მასალა.

ასევე ბორი ხშირად გამოიყენება ელექტრონიკაში სილიციუმის გამტარობის ტიპის შესაცვლელად.

ბორი გამოიყენება მეტალურგიაში როგორც მიკრომალეგირებელი ელემენტი, მნიშვნელოვნად ზრდის ფოლადების გლინვადობას.

ბორი გამოიყენება მედიცინაში ბორ ნეიტრონ-მიტაცების თერაპიაში (ავთვისებიანი სიმსივნის უჯრედების ამორჩევითი განადგურების მეთოდი)[6].

ბორის ნაერთები[რედაქტირება]

ბორის კარბიდი გამოიყენება კომპაქტური სახით გაზოდინამიკური საკისრების დასამზადებლად.

პერბორატები / პეროქსობორატები (შეიცავენ იონებს [B2(O2)2(OH)4]2) ტექნიკური პროდუქტი შეიცავს 10,4 % -მდე «აქტიურ ჟანგბადს», მის საფუძველზე აწარმოებენ მათეთრებელს, «რომლებიც არ შეიცავენ ქლორს» («პერსილი», «პერსოლი» და სხვა).

ცალკე აღსანიშნავია რომ შენადნობი ბორ-ნახშირბად-სილიციუმი ხასიათდება ძალიან მაღალი სიმაგრით და შეუძლია შეცვალოს ყველანაირი აბრაზიული მასალა (მიკროსიმაგრით ალმასის და ბორის ნიტრიდის გარდა), ხოლო ღირებულებით და ეფექტურობით ყველა ცნობილ აბრაზიულ მასალაზე უკეთესია.

ბორისა და მაგნიმის შენადნობს (მაგნიუმის დიბორიდი MgB2) აქვს, ამ მომენტისათვის, რეკორდულად მაღალი ზეგამტარობაზა გადასვლის კრიტიკული ტემპერატურა, ყველა პირველი სახის ზეგამტარს შორის[7]. ზემოთაღნიშნულმა სტატიამ სტიმული მისცა ამ თემატიკაზე მუშაობის ზრდას[8].

ბორმჟავა (H3BO3) ფართოდ გამოიყენება ატომურ ენერგეტიკაში ВВЭР (PWR) ტიპის «სითბურ» («ნელ») ნეიტრონების ბირთვულ რეაქტორებში როგორც ნეიტრონების მშთანთქმელი. თავისი ნეიტრონ-ფიზიკური თვისებების და წყალში გახსნის შესაძლებლობის გამო, ბორმჟავა გამოიყენება შესაძლებელს ქმნის ბირთვული რეაქტორის სიმძლავრის რეგულირებას მდორედ ნელა (და არა საფეხურებლივად), მისი კონცენტრაციის ცვლილებით სითბოს მატარებელში — ე. წ. «ბორით რეგულირება».

ბორის ნიტრიდი აქტივირებული ნახშირბადით წარმოადგენს ლუმინოფორს რომელიც ანათებს ულტრაიისფერი ლურჯიდან ყვითელ ფერამდე და აქვს სიბნელეში დამოუკიდებელი ფოსფორესცენცია და აქტივირდება ორგანული ნივთიერებებით 1000 °C-მდე გახურებისას. ბორის ნიტრიდით ლუმინოფორების დამზადება, BN/C შემადგენლობით არ ააქვს სამრეწველო მნიშვნელობა, მაგრამ ფართოდ გამოიყენებოდა XX საუკუნის პირველი ნახევრის მოყვარულების მიერ.

ბორწყალბადები და ბორორგანული ნაერთები[რედაქტირება]

ბორის მთელი რიგი წარმოებულები (ბორწყალბადები) წარმოადგენენ ძალიან ეფექტურ სარაკეტო საწვავს (დიბორანი B2H6, პენტაბორანი, ტეტრაბორანი და სხვა), ხოლო ზოგი პოლიმერული ნაერთი წყალბადითა და ნახშირბადით წარმოადგენენ მეტად მდგრადს ქიმიური ზემექმედების და მაღალი ტემპერატურების მიმართ (როგორც ფართოდაა ცნობილი პლასტიკი კარბორან-22).

ბორაზონი და მისი ჰექსაჰიდრიდი[რედაქტირება]

ბორის ნიტრიდი (ბორაზონი) მსგავსია (ელექტრონების შემადგენლობით) ნახშირბადის. მის საფუძველზე წარმოიქმნება ნაერთების ფართო ჯგუფი, რაღაცით ორგანულის მსგავსი.

ბორაზონის ჰექსაჰიდრიდი (H3BNH3, ჰგავს ეთანს აღნაგობით) ჩვეულებრივ პირობებში მყარი ნაერთი რომლის სიმკვრივეა 0,78 გრ/სმ³, შეიცავს მასის მიხედვით თითქმის 20 % წყალბადს. ის შეიძლება გამოიყენონ წყალბადის საწვავ ელემენტებმა, რომლებიც კვებავენ ელექტრომობილებს[9].

ბიოლოგიური როლი[რედაქტირება]

ბორი — მნიშვნელოვანი მიკროელემენტია, რომელიც აუცილებელია მცენარეების ნორმალური ცხოველმყოფელობისათვის. ბორის ნაკლებობა აჩერებს მათ განვითარებას, კულტურულ მცენარეებში იწვევს სხვადსხვა დაავადებებს. ამის საფუძველს წარმოადგენენ ქსოვილებში ჟანგვითი და ენერგეტიკული პროცესების დარღვევები, საჭირო ნივთიერებების ბიოსინთეზის შემცირება. ნიადაგში ბორის დეფიციტის დროს სოფლის მეურნეობაში გამოიყენებენ ბორის მიკროსასუქებს (ბორმჟავა, ბურა და სხვა), რომლებიც ზრდიან მოსავლიანობას, აუმჯობესებენ პროდუქციის ხარისხს და აკეთებს ზოგიერთი მცენარის დაავადების პრევენციას.

ბორის როლი ცხოველების ორგანიზმში ბოლომდე არაა გამოკვლეული. ადამიანის კუნთოვანი ქსოვილები შეიცავენ (0,33—1)×10−4 % ბორს, ძვალის ქსოვოილები (1,1—3,3)×10−4 %, სისხლში — 0,13 მგრ/ლ. ყველდღიურად ადამიანი საკვებთან ერთად ღებულობს 1—3 მგრ ბორს. ტოქსიკური დოზაა — 4 გრ.

ერთერი ყველაზე იშვიათი ტიპის რქოვანას დისტროფია დაკავშირებულია გენთან, რომელიც აკოდირებს ცილა-ტრანსპორტერს, რომელიც სავარაუდოდ არეგულირებს ბორის შიდაუჯრედულ კონცენტრაციას[10].

ღირებულება[რედაქტირება]

10В იზოტოპით 80%-ით გამდიდრებული ბორის ფასია 2-3 ათასი $ აშშ/კგ.

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:

სქოლიო[რედაქტირება]

  1. რედკოლ.:კნუნიანცი (მთ. რედ.) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად. — მოსკოვი: დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია, 1988. — ტომი: 1. — გვ. 623. — 100 000 ეგზ.
  2. Shipley, Joseph T. (2001). The Origins of English Words: A Discursive Dictionary of Indo-European Roots. JHU Press. ISBN 9780801867842. 
  3. Etymology of Elements. innvista. წაკითხვის თარიღი: 2009-06-06.
  4. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
  5. ვ. გრომოვი ბორის სტაბილური იზოტოპების გაყოფა და გამოყენება. — მოსლოვი: ვინიტი, 1990.
  6. ს. ტასკაევი (ИЯФ) о бор-нейтронозахватной терапии
  7. Superconductivity of MgB2: Covalent Bonds Driven Metallic J. M. An and W. E. Pickett Phys. Rev. Lett. 86, 4366 — 4369 (2001)
  8. arXiv.org Search
  9. …ავტომობილები წყალბადის ტაბლეტებზე
  10. Vithana, En; Morgan, P; Sundaresan, P; Ebenezer, Nd; Tan, Dt; Mohamed, Md; Anand, S; Khine, Ko; Venkataraman, D; Yong, Vh; Salto-Tellez, M; Venkatraman, A; Guo, K; Hemadevi, B; Srinivasan, M; Prajna, V; Khine, M; Casey, Jr; Inglehearn, Cf; Aung, T (Jul 2006). „Mutations in sodium-borate cotransporter SLC4A11 cause recessive congenital hereditary endothelial dystrophy (CHED2).“. Nature genetics 38 (7): გვ. 755–7. DOI:10.1038/ng1824. ISSN 1061-4036. PMID 16767101. 
მოძიებულია „http://ka.wikipedia.org/w/index.php?title=ბორი&oldid=2702068“-დან