Bor 3A grubunda bulunan, atom numarası 5 olan yarı iletken kimyasal bir elementtir. Bitkilerin gelişiminde ve geniş endüstriyel uygulama alanı olan Bor katı halde ve yaygın olarak bulunan minerallerle birlikte bulunur, ancak nadiren de saf halde bulunabilir. Saf haliyle bor çok kırılgandır ve pratikte sadece diğer elementlerle birlikte bileşik halinde kullanılır. Bor ile aynı grupta olan diğer elementler; alüminyum (Al), galyum (Ga), indiyum (In), talyum (Tl) ve nihonyum’dur (Nh).
Borun Özellikleri Nelerdir
Saf kristal olan bor, siyah, parlak ve allotropik (yani elementin her biri kendi fiziksel ve kimyasal özelliklerine sahip, farklı formlarda var olabilir) bir yarı iletkendir. Yüksek sıcaklıklarda metal gibi elektrik iletir ve düşük sıcaklıklarda neredeyse bir yalıtkan gibi elektriği iletmez. Yüksek saflıkta bor, amorf koyu kahverengi ila siyah bir toz veya koyu, parlak ve kırılgan bir kristalli metal olarak bulunur. Yer kabuğunun ağırlığının yüzde 0.001’ini oluşturur. Bor, boraks (Na2[B4O5(OH)4]·8H2O), kernit Na2[B4O6(OH)2]·3H2O ve tinkalkonit (Na6B12O15(OH)12.8(H2O) hidratlanmış sodyum boratlar), özellikle Kaliforniya’nın kurak bölgelerinde yaygın olan başlıca ticari bor mineralleri ve kolemanit (CaB3O4(OH)3·H2O), uleksit (NaCaB5O9 .8H2O), turmalin gibi mineraller olarak bir araya gelir. Sassolit – doğal borik asit – özellikle İtalya’da ortaya çıkar.
Bor Ne Zaman Bulundu
Bor ilk olarak Fransız kimyacılar; Louis Joseph Gay-Lussac ve Louis Jacques Thenard tarafından bulundu. Daha sonra bu kişilerden bağımsız olarak İngiliz kimyacı Sir Humphry Davy tarafından bor oksit (B2O3)’ün potasyum metali ile ısıtılmasıyla izole edildi. Kahverengimsi siyahımsı bir toz olan saf amorf ürün, bir yüzyıldan fazla bir süredir bilinen tek bor şekliydi. Saf kristalimsi bor, bromürünün veya klorürünün (BBr3, BCl3) elektrikle ısıtılan birtantal flamentinde hidrojenle indirgenmesi sonucunda hazırlanabilir.
Bor, endüstride çelikteki sertliği artırmak için yaygın olarak kullanılır. Çoğu çelik gurubunda genellikle yüzde 0,001 ila 0,005 aralığında bulunur. Bor ayrıca demir dışı metal endüstrisinde genellikle deoksidizer olarak, bakır bazlı alaşımlarda ise gaz giderici olarak kullanılır. Diğer bir kullanım alanı ise; yüksek iletkenlikteki bakırlar da (iletkenliği azaltmak için) ve tahılın ısıl işlemi yapıldığı alüminyum dökümlerde kullanılır. Yarı iletken endüstrisinde silikon ve germanyum dökümlerinde elektrik iletkenliğini değiştirmek için katkı maddesi olarak kullanılır. Diğer önemli bir alan ise nükleer endüstride kullanılmasıdır. Pasif ve aktif güvenlik sistemlerinde kullanılır. Nükleer santraller için olmazsa olmaz bir elementir. Bileşiği olan borik asit kullanılır.
Borik asit veya boratlar, birçok kara bitkisinin büyümesi için önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle dolaylı olarak hayvan yaşamı için gereklidir. Bu konu hakkında detaylı bilgi almak için bu yazıya göz atabilirsiniz: bor elementinin bitkiler için önemi nedir. Uzun vadeli bor eksikliğinin tipik etkileri bodur, şekilsiz büyüme rahatsızlıklar arasındadır. Bor eksikliği, çözünür boratların toprağa uygulanmasıyla azaltılabilir. Bununla birlikte, aşırı miktarlarda boratlar, seçici olmayan herbisit (latince bitki kelimesinden türetilmiş ve bitki öldürücü anlamında kullanılmaktadır.) olarak işlev görür. Borun bitki yaşamındaki kesin rolünün ne olduğu henüz belli değil, ancak çoğu araştırmacı bor elementinin bitki filizlerinin büyümesinde gerekli olduğu konusunda hemfikir.
Kristalin bor, normal sıcaklıklarda neredeyse kimyasal olarak kararlıdır (tepkimeye girmez). Yüksek sıcaklıktaki hidroklorik asit onu etkilemez. Toz haline getirilmiş boru, yüksek konsantre nitrik asit yavaşça borik aside (H3BO3) dönüştürür.
Borun Kullanım Alanları
Bor ve bor bileşiklerinin kullanım alanı çok geniştir. Elementin 300’den fazla farklı kullanım alanı olduğunu tahmin edilmektedir. Bazı ana kullanım alanları:
- Cam: Isıya dayanıklı borosilikat cam
- Seramik: Kiremit camlar
- Tarım: Sıvı gübrelerde
- Deterjanlar: Çamaşır deterjanı içerisinde, sodyum perborat
- Ağartıcılar: Ev ve endüstriyel leke sökücüler
- İlaç sanayisinde: Sağlıklı kemiklerin gelişmesinde ve korunmasında yardımcı olarak osteoporozu önler. Ayrıca, artrit hastalarına yardımcı olur, idrarda kalsiyum ve magnezyum kaybını azaltır.
- Alaşım Endüstrisi: Amorf bor, kendine özgü yeşil alevi nedeniyle piroteknik işaret fişeklerinde kullanılır. Bor ayrıca ısıya dayanıklı alaşımlar için önemli bir bileşendir ve çeliğe eklendiğinde yüksek sıcaklıklarda ekstra sertlik ve güç sağlar.
- Böcek İlaçları: Borik asit (H3BO3), tekstil ürünlerinde kullanılan önemli bir bileşiktir ve karıncalara, pirelere ve hamamböceklerine karşı böcek ilacı olarak kullanılır. Hafif bir antiseptik olarak da kullanılır.
- Yağlayıcı madde: Bor nitrür (BN), kayganlaştırıcı ve aşındırıcı olarak kullanılan sert bir malzemedir. Bileşik, karbondan izoelektroniktir ve karbon gibi, hem altıgen (grafit benzeri) hem de kübik (elmas benzeri) formlara sahiptir.
- Kaynak: Bor, gümüş ve altın lehimleme için bir flux olarak kullanılır. Aynı zamanda demir metallerin kaynağı için amonyum klorür ile birlikte kullanılır.
- Nükleer Sanayi; Yüksek nötron emme kesiti ve yüksek nötron emilim özelliğinden dolayı, nükleer reaktörlerde kontrollü fisyonları gerçekleştirmek için kullanılır. Nükleer santrallerde enerji üretiminde birçok kullanım alanına hizmet eder. Güvenlik ve genellikle yavaş nötronları tespit etmek ve saymak için tasarlanmış sensörlerde kullanılır.
Borun Kimyasal Özellikleri
| Genel Özellikleri | |
|---|---|
| Sembol, Atom Numarası | Bor, B, 5 |
| Grup | Yarı metal |
| Grup, Periyod, Blok | 13 (IIIA), 2, p |
| Yoğunluk, Sertlik | 2460 kg/m3, 9.3 |
| Görünüm | Siyah |
| Atom Özellikleri | |
| Atom ağırlığı | 10.811 amu |
| Atom yarıçapı | 85 (87) pm |
| Kovalent yarıçapı | 82 pm |
| Van der Waals yarıçapı | Bilinmiyor |
| Elektron konfigürasyonu | [He]2s22p1 |
| e–s başına enerji miktarı | 2, 3 |
| Oksidasyon derecesi | 3 (hafif asidik) |
| Kristal yapısı | Romboedrik |
| Fiziksel Özellikleri | |
| Maddenin hali | Katı |
| Erime noktası | 2349 K (3769 °F) |
| Kaynama noktası | 4200 K (7101 °F) |
| Molar hacim | 4.39 ×10-6 m3/mol |
| Buharlaşma ısısı | 489.7 kJ/mol |
| Füzyon ısısı | 50.2 kJ/mol |
| Buhar basıncı | 0.348 Pa, 2573 K |
| Ses hızı | 16200 m/s, 293.15 K |
| Diğer Özellikleri | |
| Elektronegativite | 2.04 (Pauling ölçeği) |
| Özgül ısı kapasitesi | 1026 J/(kg*K) |
| Elektriksel iletkenlik | 1.0 10-4/m ohm |
| Termal iletkenlik | 27.4 W/(m*K) |
| 1. iyonlaşma potansiyeli | 800.6 kJ/mol |
| 2. iyonlaşma potansiyeli | 2427.1 kJ/mol |
| 3. iyonlaşma potansiyeli | 3659.7 kJ/mol |
| 4. iyonlaşma potansiyeli | 25025.8 kJ/mol |
| 5. iyonlaşma potansiyeli | 32826.7 kJ/mol |
| SI sistemi kullanılmıştır. | |
-pm: Picometre
-amu: atomik kütle birimi
Borun absorpsiyon spektrumu
Borun emisyon spektrumu
Borun Atomik Yapısı
Borun Dağılımı
Evren 1×10-7% oranında bordan oluşuyor