Bor Elementi

 

Bor, periyodik tabloda  B simgesi ile gösterilen, atom numarası 5, atom ağırlığı  10,81 olan metalle ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir. Periyodik cetvelin 3A grubunun ilk ve en hafif üyesidir. Temel hal elektron konfigürasyonu 1s2 2s22p1`dir.

Bor elementi 8B, 10B, 11B 12B, 13B izotoplarından oluşmaktadır. En kararlı izotopları 10B ve 11B dir. Bu izotopların tabiatta bulunma oranları sırasıyla % 19.1-20.3 ve % 79.7-80.9'dir. 10B izotopu, çok yüksek termal nötron tutma özelliği gösterir. Böylelikle nükleer malzemeler ve nükleer enerji santrallerinde kullanılabilmektedir. Türkiye'de 10B izotop oranı yüksek bor cevher yatakları bulunmaktadır.

Çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, bor bileşiklerinin birçok endüstride kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranır, ancak, farklı olarak saf bor, karbon gibi elektrik iletkenidir. Kristalize bor, görünüm ve optik özellikleri açısından elmasa benzer ve neredeyse elmas kadar serttir.

Borun saf elementi ilk kez,  1808 yılında Fransız kimyager J.L. Gay-Lussac ve Baron  L.J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy tarafından elde edilmiştir.

Bor, biri amorf ve altısı kristalin polimorf olmak üzere, çeşitli allotropik formlarda bulunur. Alfa ve beta rombohedral formlar en çok çalışılmış olan kristalin polimorflarıdır. Alfa rombohedral strüktür 1200 0C'nin üzerinde bozulur ve 1500 0C'de beta rombohedral form oluşur. Amorf form yaklaşık 1000 0C'nin üzerinde beta rombohedrale dönüşür ve her türlü saf bor ergime noktasının üzerinde ısıtılıp tekrar kristalleştirildiğinde beta rombohedral forma dönüşür.

Bor, yerkabuğunda yaygın olarak bulunan 51. elementtir. Bor tabiatta hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. Doğada yaklaşık 230 çeşit bor minerali olduğu bilinmektedir. Yaygın olarak bulunan bor minerallerinden bir tanesi bir tür aluminoborosilikat minerali olan ve yapısında %10'a kadar bor içerebilen Turmalin'dir. Ancak, sanayide alkali ve toprak alkali bor mineralleri olan tinkal (Na4B4O2. 10H2O), kernit (Na2B4O7. 4H2O), kolemanit  (Ca2B6O11. 5H2O) ve üleksit (NaCaB5O9. 8H2O) kullanılmaktadır. Ticari maden yatakları sınırlı olup en çok Türkiye ve ABD'de bulunmaktadır.

Bor elementinin kimyasal özellikleri morfolojisine ve tane büyüklüğüne bağlıdır. Mikron ebadındaki amorf bor kolaylıkla ve bazen şiddetli olarak reaksiyona girerken kristalin bor kolay reaksiyon vermez. Bor yüksek sıcaklıkta su ile reaksiyona girerek borik asit ve bazı diğer ürünleri oluşturur. Mineral asitleri ile reaksiyonu, konsantrasyona ve sıcaklığa bağlı olarak yavaş veya patlayıcı olabilir ve ana ürün olarak borik asit oluşur.

Atomik Yapısı   
Atomik Çapı 1.17 Å
Atomik Hacmi 4.6 cm3/mol
Kristal yapısı Rhombohedral
Elektron Konfigürasyonu 1s2 2s2p1
İyonik Çapı 0.23 Å
Elektron Sayısı (yüksüz) 5
Nötron Sayısı 6
Proton sayısı 5
Valans Elektronları 2s2p1

 

Kimyasal Özellikler   
Elektrokimyasal Eşdeğer 0.1344 g/amp-hr
Elektronegativite (Pauling) 2.04
Füzyon Isısı 50.2 kJ/mol
İyonizasyon potansiyeli Birinci: 8.298 İkinci: 25.154 Üçüncü: 37.93
Valans elektron potansiyeli (-eV) 190

 

Fiziksel Özellikler  
Atomik Kütlesi 10.811
Kaynama Noktası 4275 K - 4002°C - 7236°F
Termal Genleşme Katsayısı 0.0000083 cm/cm/°C (0°C)
Kondüktivite Elektriksel:  1.0E -12 106/cm Termal:  0.274 W/cmK
Yoğunluk: 2.34 g/cc @ 300K
Görünüş Sarı-Kahverengi ametal kristal
Elastik Modülü Bulk: 320/GPa
Atomizasyon Entalpisi 573.2 kJ/mole @ 25°C
Füzyon Entalpisi 22.18 kJ/mole
Buharlaşma Entalpisi 480 kJ/mole
Sertlik Mohs:  9.3 Vickers:  49000 MN m-2
Buharlaşma Isısı 489.7kJ/mol
Ergime Noktası 2573 K - 2300°C - 4172°F
Molar Hacmı 4.68 cm3/mole
Fiziksel Durumu (20°C & 1 atm): Katı
Spesifik Isısı 1.02 J/gK
Buhar Basıncı 0.348 Pa@2300°C

 
 
 
 
 
 
1

© 2018 Her Hakkı Saklıdır. Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü