Značilnosti bora kemijskega elementa

Bolj kot ne, ideje o boru niso povezane s preprosto snovjo, katere lastnosti so malo znane, vendar s spojinami - borna kislina ali njena sol, imenovana rjava. Element borov je široko porazdeljen v zemeljski skorji, zadostuje reči, da je v svoji sestavi več kot sto kamnin in mineralov. V tem članku bomo preučili fizikalne in kemijske lastnosti elementa in upoštevali uporabo bora in njegovih spojin v industriji, medicini in kmetijstvu. Zanimivo vprašanje je vpliv boratov na človeško telo in njihova vloga v metabolizmu, ki jo bomo odkrili na konkretnih primerih.

Značilnosti fizikalnih lastnosti

Za osebo, ki ni povezana s kemijo, so osnovne lastnosti elementa - agregatno stanje, gostota, vrelišče ali tališče - malo znane. Še več, kot preprosta snov se ne pojavlja element bora v naravi. V normalnih pogojih je amorfna masa temne barve. Kristalinična oblika ima drugačno obarvanost: brezbarvna, rdeča ali siva. Spojina lahko tvori do deset vrst alotropnih modifikacij, ki se razlikujejo po strukturi kristalne rešetke. To pa je odvisno od temperature pridobivanja snovi. Boron je krhka, vendar zelo težka, in ta značilnost je druga šele na diamantu, prav tako dobro deluje.

Položaj v periodični tabeli: značilne lastnosti spojine

Lastnosti borovega elementa določajo kraj, ki ga zaseda v periodičnem sistemu kemijskih elementov. Univerza Mendeleev. Kot p-element, snov, ki smo jo preučevali, ima ne-metalne in kovinske lastnosti, v spojinah pa ima oksidacijsko stanje +3. To pomeni, da se za nastanek kemične vezi odbijejo trije elektroni na zadnjem nivoju energije. Veliko pogostih fizikalnih in kemičnih lastnosti s silicijem, ki se nahaja v periodični sistem diagonalno. V 13. skupini tabele imajo lastnosti kemijskega elementa bor največji nemetalni značaj. S povečanjem nabora atomskega jedra vsi drugi predstavniki - aluminij, galij, indij - kažejo postopno povečanje znakov kovin. Atomi elementov najdemo v obliki dveh izotopov z množičnimi številke 10 in 11. Prvi od teh je zanimiva lastnost, ki dovoljuje uporabo izotopa v jedrski fiziki, drugi pa se aktivno uporablja pri proizvodnji jekla. Z njimi se bomo podrobneje seznanili.

Vloga elementa v sodobni industriji

Izotop ¹⁰B lahko absorbira elementarne delce, nevtrone, ki se hitro premikajo v reaktorjih jedrskih elektrarn. Uporablja se kot dejavnik, ki ne dovoljuje, da bi jedrska reakcija šla v nekontrolirano fazo, kar je povzročilo eksplozijo. V taljenje železnih in neželeznih kovin navadno snovi se uporablja kot dodatek, ki zmanjšuje velikost zrn zlitine, ki znatno izboljša njihove fizikalne parametre. Sposobnost oblikovanja plasti na kovinskih površinah - ta značilnost bora kemijskega elementa, ki se imenuje borat, izboljšuje kakovost izdelkov in jih ščiti pred korozijo.

Kako dobiti preprosto snov?

Prosti boran v obliki amorfnega prahu lahko dobimo z redukcijo njegovega oksida s kovinskim magnezijem. Nastala spojina vsebuje nečistote, ni razširjena. Zato se je v zadnjem času uporabljala metoda termičnega razkroja boranov - spojin z vodikom ali zmanjšanja bora halogenidov. V tem primeru je čistost bora visoka. Izgleda kot črni in zelo trden kristal.

Distribucija v naravi

Več kot sto mineralov in rud vsebuje element v obliki boratov in borosilikatov. Najbolj znani so datolit in kristalinični hidrat Na₂B₂O₇ × 10 H₂O, imenovano rjava. So del skal, nastalih zaradi vulkanskih izbruhov, pa tudi tistih, ki imajo sedimentno poreklo. Tukaj je še nekaj predstavnikov bora, ki nosijo kamenje. Na primer, imenovan po italijanskem kemiku A. Avogadroju, ki je določil molarni volumen plinov, mineralni avogadrit. To je kompleksna spojina kalija, fluora in bora. Druga, precej redka spojina - uleksit, je kristalni hidrat kalcija in natrijevih boratov. Ali peynit je mineral, ki vsebuje zaklad dragocenih elementov, kot so aluminij, cirkonij, bor. Značilnost elementa bo nepopolna, če se ne spomnimo njegove široke porazdelitve v sestavo geotermalnih mineralnih vod, gejzirjev in morske vode. Zlasti vsebnost ionov B³⁺ Registrirana je v balneoloških in pitnih virih Kavkaza in Krima.

Značilnosti reakcij s kemikalijami

Kot smo že povedali, lastnosti bora v mnogih pogledih spominjajo na silicij. Pri normalni temperaturi in tlaku je dovolj pasiven in deluje le z najbolj aktivnim nemetalnim fluorom. Pri segrevanju reagira s klorom, bromom in drugimi halogeni, pa tudi s fosforjem, dušikom in ogljikom. Za pridobitev borne spojine z vodikom se reakcijo uporablja med močno anorgansko kislino in borati iz alkalijskih in zemeljsko-kovinskih kovin. Pri redoks reakciji z oksidi, npr fosforja ali silicija, bora element obnaša kot reducent, vendar ne reagira z alkalijami sploh. Triosojska kislina - H₃BO₃, ki je pomembna surovina za industrijo, je mogoče dobiti preprost ukrep o vsebini vroče raztopine dušikove ali žveplove kisline ali bora z raztapljanjem v aqua regia: mešanico dušikove in klorovodikove kisline. Borična kislina ima izražene baktericidne lastnosti in se uporablja v medicini. Vendar pa je v velikih odmerkih zelo strupena, zato je trenutno njegova uporaba omejena.

Soli bornih kislin

Če so borati navedeni v kemični literaturi, potem so soli tetraboronske kisline H₂B₄O₇ ali druge, manj hidratirane spojine kot običajna borna kislina. Za industrijo je najpomembnejše natrijev tetraborat, v vsakdanjem življenju pa se pogosto imenujejo rjave barve. Pri izdelavi porcelanskih in porcelanskih elementov se borni element uporablja kot sestavina glazure, pri proizvodnji emajlirane posode pa je tudi del premaza. natrijev tetraborat dolgo uporabljajo v steklarski industriji, da jim dajo posebne lastnosti stekla, kot so visoki preglednosti in sposobnost, da prenese 75% ultravijoličnih žarkov zaznajo živih predmetov.

Boron kot element v sledovih v organizmih

Najpomembnejši vpliv je na to komponento na rastlinah. Je del fitohormonov, ki urejajo razvoj izobraževalnega tkiva - meristema, ki se nahaja na vrhu mladih poganjkov in na točki rastlinske rastline. Če je zemlja v ionih slabo, B³⁺, potem ni le zaostanka v razvoju, temveč tudi zaviranje reproduktivnih funkcij in rastlina preneha oblikovati cvetje. Kemijski element borov vstopa v tla skupaj z mineralnimi gnojili, ki se uvedejo jeseni.

Obstajajo kazalniki rastlin, s katerimi lahko ocenite vsebnost spojine v raztopini tal. Na primer, halophyte solyanka pri visoki koncentraciji anionov BO₃^3- postane velikan v velikosti, medtem ko solji in pelinaste stepe prenehajo z rastjo. Boron je pomemben za človeško telo. To vpliva na delovanje insulina, povečuje njegovo aktivnost, ureja proizvodnjo spolnih hormonov in vzbujanje živčnih vlaken.

V tem članku smo opisali element bora in ugotovili njegov pomen za človeško življenje.