Eigenschaften des chemischen Elements Bor

Meistens sind Ideen über Bor nicht damit verbundeneine einfache Substanz, deren Eigenschaften wenig bekannt sind, und mit Verbindungen - Borsäure oder sein Salz, Borax genannt. Das Element von Bor ist weit in der Erdkruste verteilt, es genügt zu sagen, dass mehr als hundert Steine ​​und Mineralien es in seiner Zusammensetzung enthalten. In diesem Artikel werden wir die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Elements untersuchen und die Anwendungen von Bor und seinen Verbindungen in Industrie, Medizin und Landwirtschaft betrachten. Eine interessante Frage ist der Einfluss von Boraten auf den menschlichen Körper und ihre Rolle im Stoffwechsel, die wir an konkreten Beispielen herausfinden werden.

Eigenschaften von physikalischen Eigenschaften

Für eine Person, die nicht mit Chemie verwandt ist, das Grundlegendedie Eigenschaften des Elements - Aggregatzustand, Dichte, Siedepunkt oder Schmelzpunkt - sind wenig bekannt. Darüber hinaus tritt das Element Bor in der Natur als einfache Substanz nicht auf. Unter normalen Bedingungen ist es eine amorphe Masse dunkler Farbe. Die kristalline Form hat eine andere Färbung: farblos, rot oder grau. Die Verbindung kann bis zu zehn Arten von allotropen Modifikationen bilden, die sich in der Struktur des Kristallgitters unterscheiden. Es hängt wiederum von der Temperatur des Erhaltens der Substanz ab. Bor ist spröde, aber sehr hart, und diese Eigenschaft ist nach Diamant nur zweiter, es leitet auch den elektrischen Strom gut.

Position im Periodensystem: charakteristische Merkmale der Verbindung

Die Eigenschaften des Borelements werden durch den Ort bestimmtwas er im Periodensystem der chemischen Elemente D.I. Mendelejew-Universität. Als p-Element weist die von uns untersuchte Substanz sowohl nichtmetallische als auch metallische Eigenschaften auf und hat in den Verbindungen eine Oxidationsstufe von +3. Dies bedeutet, dass das Boratom zur Bildung einer chemischen Bindung seine drei Elektronen auf der letzten Energieebene aufgibt. Es gibt viele gemeinsame physikalische und chemische Eigenschaften davon mit Silizium im Periodensystem entlang der Diagonalen. In der 13. Tabellengruppe haben die Eigenschaften des chemischen Elements Bor den ausgeprägtesten nichtmetallischen Charakter. Alle anderen Vertreter - Aluminium, Gallium, Indium - weisen mit steigender Ladung des Atomkerns eine allmähliche Zunahme der Zeichen von Metallen auf. Die Atome des Elements befinden sich in Form von zwei Isotopen mit den Massenzahlen 10 und 11. Die erste hat eine interessante Eigenschaft, die die Verwendung eines Isotops in der Kernphysik erlaubt, die andere wird aktiv in der metallurgischen Produktion verwendet. Wir werden sie näher kennenlernen.

Die Rolle des Elements in modernen Industrien

Isotop ¹⁰B kann schnell einziehenReaktoren von Kernkraftwerken sind Elementarteilchen - Neutronen. Es wird als ein Faktor verwendet, der nicht zulässt, dass die Kernreaktion in eine unkontrollierte Phase übergeht, was zu einer Explosion führt. Beim Schmelzen von Eisen- und Nichteisenmetallen wird eine einfache Substanz als ein Additiv verwendet, das die Korngröße der Legierung verringert, was ihre physikalischen Eigenschaften wesentlich verbessert. Die Fähigkeit, eine Schicht auf Metalloberflächen zu bilden - diese Eigenschaft des chemischen Elements Bor, Borierung genannt, verbessert die Qualität der Produkte und schützt sie vor Korrosion.

Wie bekomme ich eine einfache Substanz?

Freies Bor in Form eines amorphen Pulvers kann seinsich durch die Reduktion seines Oxids durch metallisches Magnesium zu erholen. Die resultierende Verbindung enthält Verunreinigungen, ist nicht weit verbreitet. Daher wurde kürzlich die Methode der thermischen Zersetzung von Boranen - Verbindungen mit Wasserstoff oder die Reduktion von Borhalogeniden eingesetzt. In diesem Fall ist die Reinheit von Bor hoch. Es sieht aus wie ein schwarzer und sehr fester Kristall.

Verteilung in der Natur

Mehr als einhundert Mineralien und Erze enthalten ein Element in Form von Boraten und Borosilikaten. Die bekanntesten von ihnen sind Datolit und kristallines Na-Hydrat₂B₂O₇ × 10 Stunden₂O, braun genannt. Sie sind Teil der Gesteine, die infolge von Vulkanausbrüchen entstanden sind, sowie solcher, die sedimentären Ursprungs sind. Hier sind einige weitere Vertreter von Bor-tragenden Gesteinen. Zum Beispiel, benannt nach dem italienischen Chemiker A. Avogadro, der das molare Volumen von Gasen, das Mineral Avogadrit, bestimmte. Es ist eine komplexe Verbindung von Kalium, Fluor und Bor. Eine weitere, eher seltene Verbindung - Ulexit - ist das Kristallhydrat von Calcium- und Natriumboraten. Oder Peynit ist ein Mineral, das einen Schatz wertvoller Elemente wie Aluminium, Zirkon, Bor enthält. Die Charakteristik des Elements wird unvollständig sein, wenn wir uns nicht an seine breite Verteilung in der Zusammensetzung von geothermischen Mineralwässern, Geysiren und Meerwasser erinnern. Ein besonders hoher Gehalt an Ionen B³⁺ Es ist in den balneologischen und trinkenden Quellen des Kaukasus und der Krim registriert.

Eigenschaften von Reaktionen mit Chemikalien

Wie wir bereits gesagt haben, die Eigenschaften von Bor in vielerlei Hinsichtähneln Silizium. Bei normaler Temperatur und normalem Druck ist es passiv genug und interagiert nur mit dem aktivsten Nichtmetall - Fluor. Beim Erhitzen reagiert es mit Chlor, Brom und anderen Halogenen sowie mit Phosphor, Stickstoff und Kohlenstoff. Um eine Borverbindung mit Wasserstoff zu erhalten, wird eine Reaktion zwischen starker anorganischer Säure und Alkali- und Erdalkalimetallboraten verwendet. Bei Oxidations-Reduktions-Reaktionen mit Oxiden, beispielsweise Phosphor oder Silizium, verhält sich das Bor-Element als Reduktionsmittel, wechselwirkt jedoch überhaupt nicht mit Alkalien. Trisosäure - H₃BO₃, das ein wichtiger Rohstoff für die Industrie ist,kann durch Einwirkung auf eine einfache Substanz heißer Salpeter- oder Schwefelsäurelösungen oder durch Auflösung von Bor in Königswasser, einer Mischung von Salpetersäure und Salzsäure, erhalten werden. Borsäure hat ausgeprägte bakterizide Eigenschaften und wird in der Medizin verwendet. In hohen Dosen ist es jedoch stark toxisch, so dass es gegenwärtig nur in begrenztem Umfang verwendet werden kann.

Salze von Borsäuren

Wenn in der chemischen Literatur Borate genannt werden, so handelt es sich um die Salze der Tetraboronsäure H₂B₄O₇ oder andere, weniger hydratisierte Verbindungen,als gewöhnliche Borsäure. Der höchste Wert für die Industrie ist Natriumtetraborat, ist es oft umgangssprachlich Borax genannt. Bei der Herstellung von Steingut und Porzellan-Element Bor als Glasur-Komponente und ein Teil seiner Beschichtung verwendet bei der Herstellung von enamelware Borax. Natriumtetraborat lang in der Glasindustrie verwendet worden, spezielle Eigenschaften von Glas, wie zum Beispiel hohe Transparenz und die Fähigkeit zu verleihen, 75% der UV-Strahlen passiert lebende Objekte wahrgenommen.

Bor als Spurenelement in Organismen

Der wichtigste Einfluss wird von dieser Komponente ausgeübtauf Pflanzen. Es ist Teil der Phytohormone, die die Entwicklung von Erziehungsgewebe regulieren - das Meristem, das sich auf den Spitzen der jungen Triebe und am Punkt des Pflanzenwachstums befindet. Wenn der Boden arm an Ionen ist B³⁺, dann gibt es nicht nur eine Verzögerung in der Entwicklung,aber auch die Unterdrückung der Fortpflanzungsfunktionen, und die Pflanze hört auf, Blumen zu bilden. Das chemische Element Bor tritt zusammen mit Mineraldüngern, die im Herbst eingeführt werden, in den Boden ein.

Es gibt Pflanzenindikatoren, mit denen Sie den Inhalt der Verbindung in der Bodenlösung beurteilen können. Zum Beispiel, halophyten soljanka bei der hohen Konzentration der Anionen BO₃^3- wird gigantisch groß, und dieWermutsteppe stoppt sein Wachstum. Bor ist wichtig für den menschlichen Körper. Es beeinflusst die Funktion von Insulin, erhöht seine Aktivität, reguliert die Produktion von Sexualhormonen und die Erregung von Nervenfasern.

In diesem Artikel haben wir eine Charakterisierung eines Elements von Bor gegeben und seine Bedeutung für das menschliche Leben herausgefunden.