Хімічний елемент Бор B в таблиці Менделєєва

Бор — п’ятий хімічний елемент, належить до третьої групи головної підгрупи періодичної системи Менделєєва Д. І.. Він проявляє властивості, як металів, так і неметалів. У звичайному стані це — кристалічна речовина блідо-коричневого кольору. Назва бору походить від арабського слова «борак», що позначає одне з найбільш часто зустрічаються в природі з’єднань бору — мінерал бура. Якщо бор без домішок, то він безбарвний. У природі зустрічається у різних вулканічних і осадових породах. Сполуки бору з домішками також часто виявляють у вигляді боросиликатов, боратів і інших мінералів, в яких він міститься в невеликих концентраціях. Його сполуки присутні у більшості термальних джерел, морській воді, а також у супроводжуючих нафтові родовища водах. Крім того, бор часто входить до складу багатьох типів грунту.

Історичні факти

Вперше у вільному стані бор був одержаний в 1808 році. Французькі хіміки Жозеф Гей-Люссак і Луї Жак Тенар, відновлюючи борний ангідрид, попередньо отриманий в результаті прожарювання борної кислоти, змогли отримати новий елемент. Однак отримане речовина містила величезну кількість домішок. Через 50 років физиохимиком Анрі Сент-Клер Девіль і Фрідріхом Велером було встановлено, що бор може існувати в двох модифікаціях: в кристалічній алмазоподобной формі і аморфній формі, найбільше схожою на графіт. Однак у 1876 році публікується стаття, в якій німецький хімік Л. Гампе стверджує, що кристалічний бор зовсім не елементарний, а являє собою лише з’єднання борида алюмінію AlB12. Така доля осягає і графитоподобный бор, французький хімік К. Жолі призводить дивну формулу B48C2Al, ніяк не состыковывающуюся з класичною теорією валентності елементів. Пізніше, в 1908 році американець Эзекил Вейнтрауб підтвердив положення Гампе про алмазоподобном борі і зміг першим виділити цей хімічний елемент 99%-ної чистоти.

Хімічні властивості бору

В нормальних умовах бор не виявляє особливих властивостей і тому вважається інертним елементом, вступає в реакцію лише з фтором. Аморфний бор більш активний, ніж кристалічний. Однак зі збільшенням температури активність бору зростає, так, наприклад, при досить високих температурах бор починає реагувати з сіркою, киснем, деякими галогенами. Бор починає горіти червоним полум’ям при підвищенні температури до 700⁰C. У процесі горіння утворюється ангідрид бору, який представляє собою прозору стеклоподобную масу. При подальшому зростанні температури бор вступає в реакції з азотом, утворюючи нітрит бору, з вуглецем — карбід, а також з металами — бориди. Бор не розчиняється в кислотах при нормальній температурі, виняток становить лише концентрована азотна кислота. З розчинами лугів бор веде себе більш активно, повільно розчиняючись, він утворює бораты. При детальному розгляді у бору виявляється безліч спільних з кремнієм властивостей, наприклад, борна кислота, як і кремнієва, володіє слабкими кислотними властивостями і розчиняється в фтороводороде, при цьому утворюються газоподібні сполуки бору і кремнію відповідно.

Застосування бору

Бор використовується в різних сплавах стали для поліпшення тих або інших якостей матеріалу, а також стійкості до корозії. Ізотоп бору 10В здатний затримувати теплові нейтрони, завдяки цій особливості його використовують для створення спеціальних стрижнів, що регулюють роботу атомних реакторів. Газоподібне з’єднання бору BF3 знайшло застосування в якості нейтронних лічильників. Бор і такі сполуки, як карбіди, нітриди, фосфіди і подібні їм широко використовуються як діелектрики і входять до складу напівпровідникових матеріалів. Борна кислота разом з солями використовується в органічних реакціях в ролі каталізатора. Також похідні сполуки бору входять до складу багатьох видів ракетного палива.

Особливий інтерес представляє таке з’єднання як нітрид бору, який може утворювати цілі групи схожих сполук з органічними вуглецевими речовинами. Наприклад, гексагидрид нітриду бору має дуже багато спільного у будові з етаном. Він застосовується в якості палива для електромобілів.

71fec49fa696fa093df7e6ce9b5c2265 Хімічний елемент Бор B в таблиці МенделєєваБорне мило

Цікаві факти про хімічному елементі

  • Бор відіграє важливу роль у життєдіяльності рослин. При його нестачі порушуються процеси пов’язані з окисленням енергії і синтезом необхідних речовин у тканинах рослин. Своєчасне добриво ґрунту запобігає захворювання у рослин і підвищує врожай.
  • Ген, який керує концентрацією бору всередині клітини, також пов’язаний з одним з рідкісних типів виснаження рогівки ока.
  • Кожен день людина разом з їжею споживає від 1 до 3 мг бору. При цьому токсичної вважається доза близько 4 р.
  • Бор бере активну участь в зростанні кісткової тканини, збільшуючи засвоюваність кальцію. Крім того, він впливає на здоров’я суглобів і їх рухливість.
  • Для гарного зеленого кольору полум’я сполуки бору часто додають в феєрверки.
  • Борна кислота є свого роду винятком, оскільки із-за своїх слабких кислотних властивостей вона може бути виявлена в земній корі. Внаслідок чого, її нерідко називають мінеральною. Якщо кислоту нагрівати борну кислоту, то можна отримати ще один слабкий тип кислоти бора — метаборная кислота. Проте існує дуже сильні варіанти кислот бору, наприклад, комплексна фтороборная кислота H[BF4] — продукт реакції з’єднання фтороводень і трифториду бору. За своїми властивостями ця кислота нічим не поступається ні плавикової, ні сірчаної, ні соляної кислот.