Χαρακτηριστικά του χημικού στοιχείου βόριο

Τις περισσότερες φορές, οι ιδέες για το βόριο δεν σχετίζονταιμια απλή ουσία, οι ιδιότητες της οποίας είναι ελάχιστα γνωστές, και με ενώσεις - βορικό οξύ ή το άλας του, που ονομάζεται βόρακας. Το στοιχείο βόριο είναι ευρέως διαδεδομένο στον φλοιό της γης · αρκεί να πούμε ότι το περιέχουν περισσότεροι από εκατό βράχοι και μέταλλα. Στο άρθρο μας, θα μελετήσουμε τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του στοιχείου και θα εξετάσουμε τα πεδία εφαρμογής του βορίου και των ενώσεών του στη βιομηχανία, την ιατρική και τη γεωργία. Το ζήτημα της επιρροής των βορικών στο ανθρώπινο σώμα και του ρόλου τους στο μεταβολισμό είναι επίσης ενδιαφέρον, το οποίο θα ανακαλύψουμε σε συγκεκριμένα παραδείγματα.

Χαρακτηριστικά φυσικών ιδιοτήτων

Για ένα άτομο που δεν σχετίζεται με τη χημεία, το κύριοΤα χαρακτηριστικά του στοιχείου - η κατάσταση συσσωμάτωσης, η πυκνότητα, το σημείο βρασμού ή το σημείο τήξης - είναι ελάχιστα γνωστά. Επιπλέον, ως απλή ουσία, το στοιχείο βόριο δεν εμφανίζεται στη φύση. Υπό κανονικές συνθήκες, είναι μια σκοτεινή άμορφη μάζα. Η κρυσταλλική μορφή έχει διάφορα χρώματα: άχρωμο, κόκκινο ή γκρι. Η ένωση μπορεί να σχηματίσει έως και δέκα τύπους αλλοτροπικών τροποποιήσεων, που διαφέρουν μεταξύ τους στη δομή του κρυσταλλικού πλέγματος. Αυτό, με τη σειρά του, εξαρτάται από τη θερμοκρασία λήψης της ουσίας. Το βόριο είναι εύθραυστο, αλλά πολύ σκληρό, και σε αυτό το χαρακτηριστικό είναι το δεύτερο μετά το διαμάντι, διεξάγει επίσης ηλεκτρικό ρεύμα καλά.

Θέση στον περιοδικό πίνακα: χαρακτηριστικά γνωρίσματα της ένωσης

Οι ιδιότητες του στοιχείου βορίου καθορίζονται από τον τόποπου καταλαμβάνει στον περιοδικό πίνακα χημικών στοιχείων του D.I. Μεντελέγιεφ. Όντας ένα στοιχείο p, η υπό μελέτη ουσία παρουσιάζει τόσο μη μεταλλικές όσο και μεταλλικές ιδιότητες και σε ενώσεις έχει κατάσταση οξείδωσης ίση με +3. Αυτό σημαίνει ότι για το σχηματισμό ενός χημικού δεσμού, το άτομο βορίου δωρίζει τρία από τα ηλεκτρόνια του που βρίσκονται στο τελευταίο ενεργειακό επίπεδο. Έχει πολλές φυσικές και χημικές ιδιότητες από κοινού με το πυρίτιο, που βρίσκεται διαγώνια στον περιοδικό πίνακα. Στην 13η ομάδα του πίνακα, οι ιδιότητες του χημικού στοιχείου βορίου έχουν τον πιο έντονο μη μεταλλικό χαρακτήρα. Με αύξηση του φορτίου του ατομικού πυρήνα σε όλους τους άλλους εκπροσώπους - αλουμίνιο, γάλλιο, ίνδιο - παρατηρείται σταδιακή αύξηση των σημείων μετάλλων. Τα άτομα ενός στοιχείου εμφανίζονται με τη μορφή δύο ισοτόπων με αριθμούς μάζας 10 και 11. Το πρώτο από αυτά έχει μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα που κατέστησε δυνατή τη χρήση του ισότοπου στην πυρηνική φυσική, το άλλο χρησιμοποιείται ενεργά στη μεταλλουργική παραγωγή. Ας γνωριστούμε με περισσότερες λεπτομέρειες.

Ο ρόλος του στοιχείου στις σύγχρονες βιομηχανίες

Ισότοπο ¹⁰Το Β είναι ικανό να απορροφά γρήγορα κινούμενασε αντιδραστήρες πυρηνικών σταθμών στοιχειώδη σωματίδια - νετρόνια. Χρησιμοποιείται ως παράγοντας που εμποδίζει την πυρηνική αντίδραση να περάσει σε μια ανεξέλεγκτη φάση που καταλήγει σε έκρηξη. Κατά την τήξη σιδηρούχων και μη σιδηρούχων μετάλλων, μια απλή ουσία χρησιμοποιείται ως πρόσθετο που μειώνει το μέγεθος κόκκων του κράματος, το οποίο βελτιώνει σημαντικά τα φυσικά χαρακτηριστικά του. Η ικανότητα σχηματισμού στρώματος σε μεταλλικές επιφάνειες - αυτό το χαρακτηριστικό του χημικού στοιχείου βορίου, που ονομάζεται διάτρηση, βελτιώνει την ποιότητα των προϊόντων, προστατεύοντάς τα από τη διάβρωση.

Πώς αποκτάται μια απλή ουσία;

Δωρεάν βόριο με τη μορφή άμορφης σκόνης μπορεί να είναιπάρτε το μειώνοντας το οξείδιο του με μεταλλικό μαγνήσιο. Η προκύπτουσα ένωση περιέχει ακαθαρσίες και δεν χρησιμοποιείται ευρέως. Ως εκ τούτου, πρόσφατα, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος θερμικής αποσύνθεσης βορανίων - ενώσεων με υδρογόνο ή της μείωσης αλογονιδίων βορίου. Σε αυτήν την περίπτωση, η καθαρότητα του βορίου είναι υψηλή. Έχει την εμφάνιση ενός μαύρου και πολύ σκληρού κρυστάλλου.

Κατανομή στη φύση

Περισσότερα από εκατό μέταλλα και μεταλλεύματα περιέχουν το στοιχείο με τη μορφή βορικών και βοριοπυριτικών. Οι πιο διάσημοι από αυτούς είναι ο datolite και το κρυσταλλικό ένυδρο Na₂Στο₂Ω₇ × 10 Ω₂Ο που ονομάζεται βόρακας.Είναι μέρος των πετρωμάτων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα των ηφαιστειακών εκρήξεων, καθώς και εκείνων που έχουν ιζηματογενή προέλευση. Ακολουθούν μερικοί ακόμη εκπρόσωποι πετρωμάτων που περιέχουν βόριο. Για παράδειγμα, πήρε το όνομά του από τον Ιταλό χημικό A. Avogadro, ο οποίος καθόρισε τον μοριακό όγκο των αερίων, το ορυκτό avogadrite. Είναι μια σύνθετη ένωση καλίου, φθορίου και βορίου. Μια άλλη, μάλλον σπάνια ένωση, το ulexite, είναι ένα κρυσταλλικό ένυδρο άλας ασβεστίου και βορικού νατρίου. Ή πόνος - ένα ορυκτό που περιέχει μια αποθήκη πολύτιμων στοιχείων όπως αλουμίνιο, ζιρκόνιο, βόριο. Ο χαρακτηρισμός του στοιχείου θα είναι ατελής εάν δεν θυμόμαστε για την ευρεία κατανομή του στη σύνθεση των γεωθερμικών μεταλλικών νερών, των θερμοσίφωνων και του θαλασσινού νερού. Ιδιαίτερα υψηλή περιεκτικότητα σε ιόντα Β³⁺ είναι εγγεγραμμένο στις ιαματικές πηγές και τις πηγές του Καυκάσου και της Κριμαίας.

Χαρακτηριστικά των αντιδράσεων με χημικά

Όπως έχουμε ήδη πει, οι ιδιότητες του βορίου είναι σε μεγάλο βαθμόμοιάζουν με πυρίτιο. Σε κανονική θερμοκρασία και πίεση, είναι αρκετά παθητικό και αλληλεπιδρά μόνο με τα πιο ενεργά μη μεταλλικά - φθόριο. Όταν θερμαίνεται, αντιδρά με χλώριο, βρώμιο και άλλα αλογόνα, καθώς και φωσφόρο, άζωτο και άνθρακα. Για να ληφθεί μια ένωση βορίου με υδρογόνο, χρησιμοποιείται αντίδραση μεταξύ ενός ισχυρού ανόργανου οξέος και βορικών αλκαλικών και αλκαλικών γαιών. Σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις με οξείδια, όπως φωσφόρο ή πυρίτιο, το στοιχείο βόριο συμπεριφέρεται σαν αναγωγικός παράγοντας, αλλά δεν αλληλεπιδρά καθόλου με αλκάλια. Τριβασικό οξύ - Η₃BO₃που είναι μια σημαντική πρώτη ύλη για τη βιομηχανία,μπορεί να ληφθεί ενεργώντας σε μια απλή ουσία με θερμά διαλύματα νιτρικού ή θειικού οξέος ή με διάλυση του βορίου σε aqua regia: ένα μείγμα νιτρικών και υδροχλωρικών οξέων. Το βορικό οξύ έχει έντονες βακτηριοκτόνες ιδιότητες και χρησιμοποιείται στην ιατρική. Ωστόσο, σε υψηλές δόσεις, είναι πολύ τοξικό, επομένως η χρήση του είναι περιορισμένη.

Άλατα βορικού οξέος

Αν τα βορικά άλατα αναφέρονται στη χημική βιβλιογραφία, τότε μιλάμε για άλατα τετραβορικού οξέος Η₂Στο₄Ω₇ ή άλλες λιγότερο ενυδατωμένες ενώσεις,από το συμβατικό βορικό οξύ. Το τετραβορικό νάτριο είναι ύψιστης σημασίας για τη βιομηχανία · στην καθημερινή ζωή ονομάζεται συχνά βόρακας. Κατά την κατασκευή προϊόντων από πήλινα και πορσελάνη, το στοιχείο βορίου χρησιμοποιείται ως συστατικό του υαλοπίνακα και στην παραγωγή σμάλτων σκευών, ο βόρακας αποτελεί μέρος της επικάλυψής του. Το τετραβορικό νάτριο έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό στη βιομηχανία γυαλιού για να προσδώσει ειδικές ιδιότητες στο γυαλί, όπως υψηλή διαφάνεια και ικανότητα μετάδοσης έως και 75% όλων των υπεριωδών ακτίνων που γίνονται αντιληπτά από ζωντανά αντικείμενα.

Το βόριο ως ιχνοστοιχείο στους οργανισμούς

Η πιο σημαντική επιρροή ασκείται από αυτό το στοιχείο.στα φυτά. Είναι ένα μέρος των φυτορμονών που ρυθμίζουν την ανάπτυξη του εκπαιδευτικού ιστού - το μεριστήριο που βρίσκεται στις κορυφές των νεαρών βλαστών και στο σημείο της ανάπτυξης των φυτών. Εάν το έδαφος είναι φτωχό σε ιόντα Β³⁺, τότε δεν υπάρχει μόνο καθυστέρηση στην ανάπτυξη,αλλά και καταστολή των αναπαραγωγικών λειτουργιών, και το φυτό παύει να σχηματίζει άνθη. Το χημικό στοιχείο βόριο εισέρχεται στο έδαφος μαζί με ανόργανα λιπάσματα, τα οποία εφαρμόζονται το φθινόπωρο.

Υπάρχουν φυτά δείκτες με τα οποία μπορεί κανείς να κρίνει το περιεχόμενο μιας ένωσης σε ένα διάλυμα εδάφους. Για παράδειγμα, αλοφυτικά σολιανκά με υψηλή συγκέντρωση BO₃^3- γίνεται γιγαντιαίο σε μέγεθος, και salineros καιη στέπα του σκουληκιού σταματά να μεγαλώνει. Το βόριο είναι επίσης σημαντικό για το ανθρώπινο σώμα. Επηρεάζει τη λειτουργία της ινσουλίνης, αυξάνοντας τη δραστηριότητά της, ρυθμίζει την παραγωγή ορμονών φύλου και τη διεξαγωγή διέγερσης κατά μήκος των νευρικών ινών.

Στο άρθρο μας, δώσαμε έναν χαρακτηρισμό του στοιχείου βορίου και ανακαλύψαμε τη σημασία του για την ανθρώπινη ζωή.