ا البورونهي شبه معدنية تنتمي إلى عائلة 3A أو المجموعة 13 مع خمسة البروتونات في هيكلها. يصنع البورون ثلاثة سندات مستحقة لـ تهجين sp2 ، المركب استثناء لقاعدة الثمانيات. إنه أشباه موصلات منخفضة التفاعل ، خفيفة، مما يضيف قوة ميكانيكية ومقاومة للتآكل لمواد مثل سبائك الصلب والزجاج ، وبالتالي يتم استخدامها في معدات الطيران والبناء المدني والسلع الرياضية.
البورون يلعب أدوارًا مهمة في استقلاب النبات والحيوان، يعمل على 26 إنزيمًا نباتيًا على الأقل ، ويساعد في امتصاص الجسم البشري الكالسيوم, المغنيسيوم و الفوسفور.
اقرأ أيضا: النيوبيوم - معدن له تطبيقات صناعية وتجارية مختلفة
خصائص البورون
رمز: ب
الكتلة الذرية: 10811 (7) ش
العدد الذري: 5
كهرسلبية: 2,04
التكوين الإلكترونية: 1s² 2s² 2p¹
سلسلة كيميائية: المجموعة 13 شبه معدنية أو عائلة ثالثة
فترة الجدول الدوري:2°
خصائص البورون
ليست جيدة موصل.
لديها صلابة عالية.
لديها قوة ميكانيكية عالية.
الجانب: مسحوق ، صلب في درجة حرارة الغرفة ، غير متبلور ، رمادي غامق اللون
لديها تفاعل منخفض.
يوجد فقط كجزء من مركبات أخرى ، مثل:
- حمض البوريك (H3BO3) ؛
- ثالث أكسيد البورون (ب2ا3);
- البورق (Na2B4O710 ح3س).
يميل إلى الأداء روابط تساهمية.
لديها تهجين من نوع sp2.
تاريخ البورون
ا اسم البورون لقد اتى من الشروط الفجوة أو بورا,من أصل عربي وفارسي على التوالي. تم استخدام مركبات البورون في العصور القديمة من قبل الصينيين والمصريين والبابليين. صنع الصينيون زجاج البوراكس في القرن التاسع عشر.éçمرحبا ثالثا، وتصف الروايات التاريخية أنه في القرن الثالث عشر ، تم نقل الأشياء التي تحتوي على البورون في تكوينها إلى إيطاليا بواسطة المستكشف والسفير ماركو بولو.
تم الحصول على البورون النقي واكتشافه كمعدن في مسار شارك فيه العديد من العلماء والعلماء. جوزيف لويس جاي لوساك ، همفري ديفي ولويس جاك تينارد ، في عام 1808 ، تمكنوا من الاستعدادص واحد وóصيغة البورون غير النقية، يتصل بوراسيومعن طريق تقليل حمض البوريك بالبوتاسيوم.
البورون تم تصنيفها كعنصر كيميائي في عام 1824 ، بواسطة Jacob Berzelius ، الذي يعتبر أبو الكيمياء الحديثة ، حصل على العنصر عن طريق تقليل ملح البورون الفلوريد ، ولكن لم يعزله تمامًا. فقط في عام 1909 ، في الولايات المتحدة ، نجح حزقيال وينتراوب ، من خلال مزيج من كلوريد البورون (BCl3) تبخر وهيدروجين ، عزل عنصر البورون بالكامل.
نرى أيضا: ما هي اسماء العناصر الكيميائية الجديدة؟
الحصول على البورون
البورون عنصر غير حر بطبيعته ، فهو يرتبط دائمًا بالمعادن والمواد الأخرى. يوجد 150 مركبًا يحتوي على البورون، والعناصر الموجودة بشكل شائع في هذه المجموعة هي الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم. يحدث التواجد الجيولوجي للبورون بشكل رئيسي في المناطق ذات النشاط البركاني، حيث توجد معادن البوراكس ، والكرنيت ، والأليكسيت ، والكولمانيت ، تستخدم المصادر الرئيسية للبورون تجاريًا.
توجد أكبر محميات البورق في تركيا وصحراء موهافي في كاليفورنيا.. من الممكن أيضًا العثور على البورون في المناطق البحرية ، في التربة والنباتات ، ولكن بكميات مركزة أصغر.
ال استخراج البورون غير المتبلور، مسحوق نجس ، يستخدم في صناعة الألعاب النارية ، يمكن أن يصنع بواسطة تقليل ثالث أكسيد البورون بالمغنيسيوم، كمنتج نهائي بورون بنقاء من 95٪ إلى 98٪:
B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO
يتم الحصول على البورون ، في أنقى صوره ، عن طريق التفاعل بين البورون ثلاثي كلوريد أو بخار ثلاثي البروميد و هيدروجين في خيوط ساخنة.
تطبيقات البورون
تطبق في عملية تحنيط، في العتيقةمن المصريين.
يستخدمه الحرفيون الأوروبيون في صناعة الحلي لما لها من مظهر لامع.
المطبقة في صناعة نظارات خفف (زجاج مقاوم).
تطبق في صناعة الشموع.
تطبق في صناعة المنتجات المضادة للتآكل.
تستخدم في التحليل الكيميائي ل أكاسيد.
يستخدم معدن الكيرنيت ، وهو معدن مكون من البورون ، في قطاعي البناء المدني والتكنولوجيا النووية.
الألياف المكونة من البورون مقاومة وخفيفة ، وتستخدم في معدات الطيران والمنتجات الرياضية ، مثل مضارب الجولف والمضارب وأعمدة الصيد.
تعتبر مركبات البورون ، مثل البورق وحمض البوريك ، مبيدات جراثيم ومبيدات حشرية فعالة ، خاصة ضد الصراصير ، لأنها تضعف الجهاز الهضمي.
إنه جزء من تكوين مغناطيسات أرضية نادرة أو مغناطيس نيوديميوم ، مطبق في الأجهزة الإلكترونية والكهروميكانيكية والرنين المغناطيسي.
له دور مهم في فسيولوجيا الحيوان والنبات ، حيث يعمل على عمليات التمثيل الغذائي المتعلقة ببنية العظام وإنتاج المعادن. تم استخدامه على نطاق واسع في إنتاج المكملات الغذائية لعلاج الكالسيوم والمغنيسيوم و فيتامين د.
الوصول أيضًا إلى: الحديد - عنصر أساسي آخر للحفاظ على صحتنا
تمارين حلها
السؤال 1 - (COMVEST) يُعزى اكتشاف عنصر البورون (Z = 5) إلى السير Humprey Davy و Gay Lussac و L. ج. ثينارد ، في عام 1808 ، في آن واحد في إنجلترا وفرنسا. بناءً على العدد الذري وحده ، يمكن استنتاج الكثير من المعلومات حول خصائصه. فيما يلي بعض هذه الخصائص ، لكن واحدة فقط صحيحة:
أ) أكثر حالات الأكسدة شيوعًا هي 2.
ب) تركيب لويس للجزيء ثنائي الذرة الخاص بك هو: ب: ب:
ج) يجب أن تشكل جزيئات لا تخضع فيها ذرة البورون لقاعدة الثمانيات.
د) لا تشكل مركبات تساهمية.
هـ) هو عنصر من الفترة الثالثة من الجدول الدوري.
القرار
البديل C.
أ) خطأ - حالة أكسدة أكثر أنواع البورون شيوعًا هو 3.
ب) خطأ - بنية لويس المطبقة على جزيء البورون ثنائي الذرة هي ب=ب.
ج) صحيح - البورون هو استثناء لقاعدة الثمانيات ، فلديه تهجين sp2 ، وهو مستقر ، لذلك ، مع ستة إلكترونات في طبقة التكافؤ.
د) خطأ - يشكل البورون مركبات تساهمية ، حيث يكون قادرًا على تكوين ثلاث روابط تساهمية.
هـ) خطأ - ينتمي البورون إلى الفترة الثانية من الجدول الدوري.
السؤال 2 - راجع العبارات التالية حول عنصر البورون وحكم عليها على أنها صحيحة أو خاطئة.
أنا - البورون هو أميتال ، له ستة إلكترونات في تركيبته الذرية الطبيعية ، لأنه يهرب من قاعدة الثمانيات.
ثانيا- يستخدم البورون في تركيب المكملات الغذائية للوقاية من هشاشة العظام.
ثالثا - يستخدم البورون في صناعة الزجاج المقسى وسبائك الفولاذ حيث يضيف مقاومة ميكانيكية لهذه المواد.
أ) أنا فقط على حق.
ب) فقط الثالث هو الصحيح.
ج) الأول والثاني صحيحان.
د) الثاني والثالث صحيحان.
ه) كلها صحيحة.
القرار
البديل د.
أنا - غير صحيح: البورون ليس معدن وليس لديها ستة إلكترونات في تركيبتها الذرية الأصلية. هو حقا استثناء لقاعدة الثمانيات، لكنها تستقر فقط مع الإلكترونات الموجودة في طبقة التكافؤ عندما ترتبط بذرة أخرى.
ثانيا- الصحيح: يساعد البورون في امتصاص العناصر الغذائية الأساسية في بنية العظام مثل الكالسيوم والمغنيسيوم.
ثالثًا - صحيح: البورون عنصر يتمتع بصلابة عالية وقلة تفاعلية ، وعند استخدامه على المعادن ، فإنه يضيف قوة إلى السبيكة ميكانيكية ومسببة للتآكل ، نفس الشيء يحدث في حالة الزجاج المقسى ، الشاغل الرئيسي ، في هذه الحالة ، يتعلق بمقاومة الاحتكاكات.
بقلم ليزا برنارديس ماركيز
مدرس كيمياء
