Бор (элемент)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

[править] История и происхождение названия

С древности в ювелирном деле применялось содержащее бор соединение бура, известное средневековым алхимикам под арабским названием burag и латинским — Borax. Буру использовали как плавень (флюс) — для пайки золота и серебра, для придания легкоплавкости глазури и стеклу. В начале XVII века из буры было получено вещество, которое позднее стали называть борной кислотой. В 1808 году французские химики Л. Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар и опоздавший на 9 дней английский химик Г. Дэви сообщили об открытии элемента. Они получили его прокаливанием борной кислоты с металлическим калием, который незадолго перед этим был открыт Дэви. После получения вещества французские химики дали название элементу бор, а Дэви — борон (лат. Boron), последнее сохранилось в английском языке.

[править] Получение

В промышленности из природных боратов сплавлением с содой получают буру. При обработке природных минералов бора серной кислотой образуется борная кислота. Из борной кислоты H₃BO₃ прокаливанием получают оксид B₂O₃, а затем его или буру восстанавливают активными металлами (магнием или натрием) до свободного бора.

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 BBr₃ на раскалённой до 1000—1500°C танталовой проволоке в присутствии водорода.

Наиболее чистый бор получают пиролизом бороводородов. Такой бор используется для производства полупроводниковых материалов и тонких химических синтезов.

[править] Физические свойства

Чрезвычайно твёрдое вещество (уступает только алмазу, нитриду углерода, нитриду бора (боразону), карбиду бора, сплаву бор-углерод-кремний, карбиду скандия-титана). Обладает хрупкостью и полупроводниковыми свойствами (широкозонный полупроводник).

[править] Химические свойства

Бор весьма инертное вещество и нерастворим в воде и кислотах. Горит во фторе.

[править] Применение

[править] Элементарный бор

Бор (в виде волокон) служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов.

Бор (его нуклид ¹⁰В) характеризуется высоким эффективным сечением захвата тепловых нейтронов (3·10-25 м²). 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 раекции деления.

[править] Соединения бора

Бор находит применение в виде добавки при получении коррозионно устойчивых и жаропрочных сплавов. Поверхностное насыщение стальных деталей бором (борирование) повышает их механические и антикоррозийные свойства. Карбиды бора (В₄С и В₁₃С₂) обладают высокой твёрдостью, это — хорошие абразивные материалы. Ранее их широко использовали для изготовления свёрл, применяемых зубными врачами (отсюда название бормашина). Карбид бора применяется в компактном виде для изготавления газодинамических подшипников.

Сам бор и его соединения — нитрид BN и другие — используются как полупроводниковые материриалы и диэлектрики, алмазоподобная модификация нитрида бора(боразон) по твердости почти не уступает алмазу и применяется как важный абразивный и резцовый материал. Газообразный BF используют в счётчиках тепловых нейтронов.

Около 50% природных и искусственных соединений бора используют при производстве стёкол (так называемые боросиликатные стекла), около 30 % — при производстве моющих средств. Наконец, примерно 4—5 % соединений бора расходуется при производстве эмалей, глазурей, металлургических флюсов.

Пербораты / пероксоборатоы (содержат ион [B₂(O₂)₂(OH)₄]₂–) Технический продукт содержит до 10,4% "активного кислорода", на их основе производят отбеливатели, "не содержащие хлор" ("персиль", "персоль" и др.).

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).

Отдельно также стоит указать на то что сплавы бор-углерод-кремний обладают сверхвысокой твердостью и способны заменить любой шлифовальный материал (кроме нитрида углерода, алмаза, нитрида бора по микротвердости) а по стоимости и эффективности шлифования (экономической) превосходят все известные человечеству абразивные материалы.

[править] Бороводороды и борорганические соединения

Ряд органических производных бора(бороводороды) являются чрезвычайно эффективными ракетными топливами (диборан, пентаборан,тетраборан, и др), а некоторые полимерные соединения с водородом и углеродом являются чрезвычайно стойкими к химическим воздействиям и высоким температурам, например широко известный пластик Карборан-22.

[править] Безопасность и токсикология

Соединения бора

[править] См. также

Категория:Соединения бора

[править] Ссылки

На Викискладе есть страница по теме
Бор (элемент)

• Бор на Webelements
• Бор в Популярной библиотеке химических элементов