ويكيبيديا

بورون: الفرق بين النسختين

تصفح التاريخ تفاعلياً
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
تنسيق مراجع
اصلاح وسائط قالب:مرجع كتاب
سطر 11:
[[ملف:Joseph louis gay-lussac.jpg|تصغير|150 بك|لوي جوزيف غي ـ لوساك|يمين]]
 
عرفت مركّبات البورون منذ القدم، ففي [[مصر القديمة]] استخدم [[النطرون]] من أجل تحنيط [[مومياء|المومياءات]]، والذي كان يحوي، بالإضافة إلى بعض المركبات الأخرى، على البورات. منذ القرن الرابع للميلاد استعملت مركّبات البورون في [[إمبراطورية الصين]] لإنتاج زجاج البورق، وعبر [[طريق الحرير]] انتقل إلى غرب أسيا، حيث ورد ذكر البورق في كتب [[جابر بن حيان]] حوالي سنة 700 بعد الميلاد. وصل زجاج البورق إلى أوروبا بواسطة الرحالة [[ماركو بولو]]، والذي جلبه إلى إيطاليا في القرن الثالث عشر ميلادي. وصف [[جورجيوس أغريكولا]] في القرن السادس عشر استعمال البورق [[صهارة (علم الفلزات)|كصهارة]] في [[علم الفلزات]]. في سنة 1777، عرف [[حمض البوريك]] في الينابيع الساخنة قرب [[فلورنسا]] تحت اسم sal sedativum، وكان يستعمل للأغراض الطبّيّة. كان معدن [[ساسوليت|الساسوليت]] المصدر الرئيسي للبورق في أوروبا حتّى نهاية القرن التاسع عشر إلى أن جرى الاستيراد من مصادر أمريكية.<ref name=borates>{{Citeمرجع bookكتاب|pagesالصفحات=102; 385–386|titleالعنوان=Borates: handbook of deposits, processing, properties, and use| authorالمؤلف = Garrett, Donald E.| publisherالناشر =Academic Press| yearسنة= 1998| isbnالرقم المعياري=0-12-276060-3}}</ref><ref name=boron>{{cite web| accessdate= 2009-05-05| url = http://mysite.du.edu/~jcalvert/phys/boron.htm| title = Boron|work=University of Denver|author=Calvert, J. B.}}</ref> شاع إنتاج البورق في الولايات المتحدة نهاية القرن التاسع عشر بسبب كبر الكمّيّات المنتجة، وكان فرانسيس ماريون سميث، والذي يعرف باسم ملك البورق، أحد الروّاد في هذا المجال، حيث أسّس شركة Pacific Coast Borax Company، ممّا أدّى إلى انخفاض سعرها.<ref>Hildebrand, G. H. (1982) "Borax Pioneer: Francis Marion Smith." San Diego: Howell-North Books. p. 267 ISBN 0-8310-7148-6</ref>
 
[[ملف:Louis Jacques Thénard.jpg|تصغير|لوي جاك تينار|يمين|150بك]]
عزل البورون كعنصر لأوّل مرّة سنة 1808 من قبل [[لوي جوزيف غي ـ لوساك]] و[[لوي جاك تينار]] وذلك بإجراء عمليّة [[اختزال]] لمركب [[ثلاثي أكسيد البورون]] باستخدام [[بوتاسيوم|البوتاسيوم]].<ref name="Lussac">Gay Lussac, J.L. and Thenard, L.J. (1808) [http://books.google.com/books?id=e6Aw616K5ysC&pg=PA169#v=onepage&q&f=false "Sur la décomposition et la recomposition de l'acide boracique,"] ''Annales de chimie'' [later: Annales de chemie et de physique], vol. 68, pp. 169–174.</ref> استخدم غي ـ لوساك وتينار فلزّ [[حديد|الحديد]] لاختزال حمض البوريك عند درجات حرارة مرتفعة، وبيّنا من خلال أكسدة البورون بالهواء أنّ حمض البوريك هو ناتج لعمليّة الأكسدة هذه.<ref name="Lussac"/><ref name="weeks">{{Citeمرجع bookكتاب|lastالأخير = Weeks|firstالأول = Mary Elvira|yearسنة = 1933|titleالعنوان = The Discovery of the Elements|publisherالناشر = Journal of Chemical Education|locationمكان = Easton, PA|chapter = XII. Other Elements Isolated with the Aid of Potassium and Sodium: Beryllium, Boron, Silicon and Aluminum|pageالصفحة = 156|urlمسار = http://books.google.com/books?id=SJIk9BPdNWcC&pg=PA156|isbnالرقم المعياري = 0-7661-3872-0}}</ref>
 
بشكل منفصل، تمكّن [[همفري ديفي]] لاحقاً سنة 1809 من عزل العنصر والتعرّف عليه، وذلك بإجراء عمليّة [[تحليل كهربائي]] لحمض البوريك.<ref name="Davy">{{cite journal|author = Davy H|year = 1809|title = An account of some new analytical researches on the nature of certain bodies, particularly the alkalies, phosphorus, sulphur, carbonaceous matter, and the acids hitherto undecomposed: with some general observations on chemical theory|url = http://books.google.com/books?id=gpwEAAAAYAAJ&pg=PA140#v=onepage&q&f=false|journal = Philosophical Transactions of the Royal Society|volume = 99|pages = 33–104|doi = 10.1098/rstl.1809.0005}}</ref> وفي تجارب لاحقة، استطاع ديفي عزل كمّيّات كافية من البورون باختزال حمض البوريك بالبوتاسيوم بدل إجراء عملية التحليل الكهربائي، وسمّى العنصر الجديد باسم ''بوراسيوم'' ''boracium''.<ref name="Davy"/>
سطر 36:
تعدّ [[تركيا]] و[[الولايات المتحدة الأمريكية]] أكبر الدول المصدّرة لمنتجات البورون في العالم. إنّ أكبر احتياطي عالمي من الترسّبات الحاوية على البورق توجد غربيّ تركيا، وذلك في محافظات [[أسكي شهر (محافظة)|أسكي شهر]] و[[كوتاهيا (محافظة)|كوتاهيا]] و[[بالق أسير (محافظة)|بالق أسير]].<ref>{{Cite journal|last = Kistler|first = R. B.|year = 1994|url = http://kisi.deu.edu.tr/cahit.helvaci/Boron.pdf|title = Boron and Borates|journal = Industrial Minerals and Rocks |edition=6|publisher = Society of Mining, Metallurgy and Exploration, Inc.|pages = 171–186}}</ref><ref>{{Cite journal|journal = Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review|volume = 9|issue = 1–4|year = 1992|pages = 245–254|doi = 10.1080/08827509208952709|title = Mining and Processing of Borates in Turkey|author = Zbayolu, G.; Poslu, K.}}</ref><ref>{{Cite journal|title = Boron Minerals in Turkey, Their Application Areas and Importance for the Country's Economy|first = Y.|last = Kar|journal = Minerals & Energy&nbsp;– Raw Materials Report|year = 2006|volume = 20|issue = 3–4|pages = 2–10|doi = 10.1080/14041040500504293|last2 = Şen|first2 = Nejdet|last3 = Demİrbaş|first3 = Ayhan}}</ref> تغطّي تركيا حوالي نصف الطلب العالمي من البورون وذلك من خلال شركة إيتي للتعدين Eti Maden İşletmeleri، وهي شركة [[منجم|مناجم]] حكومية لها حقوق في استخراج معادن البورات.<ref>{{cite news|last=Şebnem Önder, Ayşe Eda Biçer, and Işıl Selen Denemeç|title=Are certain minerals still under state monopoly?|url=http://www.cakmak.av.tr/articles/Mining_Metals/Are%20Certain%20Minerals%20Still%20Under%20State%20Monopoly.pdf|accessdate=21 December 2013|newspaper=Mining Turkey|date=September 2013}}</ref> في سنة 2012، استطاعت الشركة أن تمتلك 47% من حصّة السوق في إنتاج معادن البورات متفوّقة على منافستها الرئيسية وهي [[مجموعة ريو تينتو]].<ref>{{cite web | url=http://www.easpd.eu/sites/default/files/sites/default/files/EVENTS/Conference2013/presentation_ayfer_atabey.pdf | title=Turkey as the global leader in boron export and production | publisher=European Association of Service Providers for Persons with Disabilities Annual Conference 2013 | accessdate=18 December 2013}}</ref> تنتج مجموعة ريو تينتو حوالي ربع الإنتاج العالمي من البورون، وذلك من منجم ريو تينتو للبورق، والذي يقع في تجمّع ''بورون'' في [[مقاطعة كيرن، كاليفورنيا|مقاطعة كيرن]] في ولاية [[كاليفورنيا]] الأمريكيّة.<ref>{{cite web|url=http://ludb.clui.org/ex/i/CA4982/ |title=U.S. Borax Boron Mine |work=The Center for Land Use Interpretation, Ludb.clui.org |date= |accessdate=2013-04-26}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.riotinto.com/ourproducts/218_our_companies_4438.asp |title=Boras |publisher=Rio Tinto |date=10 April 2012 |accessdate=2013-04-26}}</ref>
 
إنّ متوسّط كلفة البورون البلّوري تبلغ 5 دولار أمريكي لكل غرام.<ref>{{cite web|url = http://www.rareearth.org/boron_properties.htm |publisher = Los Alamos National Laboratory|title = Boron Properties|accessdate = 2008-09-18}}</ref> أدّى ازدياد الطلب على حمض البوريك إلى توجّه المستثمرين إلى تأسيس منشآت إضافية. ففي تركيا افتتحت شركة إيتي للتعدين مصنعاً جديداً سنة 2003 لإنتاج حمض البوريك بالقرب من مدينة إيميت، وذلك بطاقة إنتاجية تبلغ مئة ألف طن سنوياً. بالمقابل، عمدت مجموعة ريو تينتو إلى زيادة استطاعتها الإنتاجيّة السنويّة من 260 ألف إلى 310 ألف طن سنة 2005، ومنه إلى 366 ألف طن سنة 2006. تعد [[الصين]] واحدة من أكبر الدول المستوردة لمشتقّات البورون، حيث تضاعفت الكمّيّة المستوردة من البورق حوالي مئة مرّة بين سنتي 2000 و 2005، كما ازدادت نسبة الاستيراد من حمض البوريك بحوالي 28% خلال الفترة نفسها.<ref name=roskill>{{Citeمرجع bookكتاب| titleالعنوان = The Economics of Boron, 11th edition| yearسنة = 2006| isbnالرقم المعياري = 0-86214-516-3| publisherالناشر = Roskill Information Services, Ltd.}}</ref><ref>{{cite web| url = http://www.ceramicindustry.com/Articles/Cover_Story/4b0b7a6ed1cb8010VgnVCM100000f932a8c0____| accessdate = 2009-05-05| title = Raw and Manufactured Materials 2006 Overview}}</ref> من المتوقّع أن يبقى الطلب على مشتقّات البورون متزايداً في آسيا بنسبة ازدياد تصل إلى 5.7% سنويّاً.<ref name=roskill/><ref>{{cite web|url = http://www.roskill.com/reports/boron| title = Roskill reports: boron|publisher = Roskill|accessdate = 2009-05-05}}</ref>
 
===التحضير المخبري===
سطر 47:
يمكن الحصول على البورون النقي البلّوري من تسخين البورون اللابلّوري إلى درجات حرارة تتجاوز 1400 °س، أو من اختزال هاليدات البورون [[تطايرية|المتطايرة]] مثل [[ثلاثي كلوريد البورون]] باستخدام غاز [[هيدروجين|الهيدروجين]] على سلك من [[تنجستن|التنغستن]] المسخّن إلى درجات حرارة مرتفعة.<ref name="الموسوعة العربية" />
 
ينتج البورون عالي النقاوة والمستخدم في صناعة أشباه الموصلات عن طريق إجراء عمليّة [[تفكك حراري|تفكّك حراري]] لمركّب [[ثنائي البوران]] عند درجات حرارة مرتفعة، ومن ثم التنقية بواسطة تقنية [[صهر نطاقي|الصهر النطاقي]] أو [[عملية تشوخرالسكي]].<ref name=berger>{{Citeمرجع bookكتاب| titleالعنوان = Semiconductor materials| authorالمؤلف = Berger, L. I.|publisherالناشر = CRC Press| yearسنة = 1996| isbnالرقم المعياري = 0-8493-8912-7| pagesالصفحات = 37–43}}</ref>
 
==النظائر==
سطر 72:
 
====المفاعلات النوويّة====
في المفاعلات النوويّة، يستخدم <sup>10</sup>B من أجل ضبط تفاعل الانشطار وكوسيلة [[إطفاء سريع للمفاعل]]. يتوافر البورون-10 عادةً إمّا على شكل [[قضيب تحكم|قضبان تحكّم]] مصنوعة من [[زجاج البوروسيليكات|البوروسيليكات]] أو على شكل [[حمض البوريك]]. في [[مفاعل الماء المضغوط|مفاعلات الماء المضغوط]] يضاف حمض البوريك إلى [[مادة تبريد|مبرّدات]] المفاعل عندما تطفأ المنشأة من أجل إعادة التزوّد بالوقود. أثناء التشغيل وبعد مضيّ عدّة أشهر، يجري التخلّص من الحمض بشكل تدريجي، حيث أنّ [[مادة انشطارية|المادّة الانشطاريّة]] تصبح أقلّ نشاطاً وفاعليّة.<ref name=reactor>{{Citeمرجع bookكتاب|lastالأخير = Duderstadt|firstالأول = James J.|last2الأخير2= Hamilton|first2الأول2=Louis J.| titleالعنوان = Nuclear Reactor Analysis|publisherالناشر = Wiley-Interscience|yearسنة = 1976|isbnالرقم المعياري = 0-471-22363-8|pageالصفحة= 245}}</ref>
 
====البورون المنضّب====
سطر 129:
|
|-
![[فجوة النطاق]] (إلكترون فولت)<ref name=prl/><ref>{{Citeمرجع bookكتاب| titleالعنوان = Landolt-Bornstein, New Series| editorالمحرر= Madelung, O.|publisherالناشر = Springer-Verlag|place= Berlin| yearسنة =1983 |volume =17e}}</ref>
|2
|1.6
سطر 143:
ينتمي البورون إلى فصيلة [[شبه فلز|أشباه الفلزات]]، وهو يشبه [[سيليكون|السيليكون]] في خصائصه الكيميائيّة أكثر من [[ألومنيوم|الألومنيوم]]. إنّ البورون البلّوري خامل كيميائياً، ومقاوم لأثر [[حمض الهيدروفلوريك]] و[[حمض الهيدروكلوريك]] الساخن، ولا يظهر أثر [[حمض الفوسفوريك]] على البورون إلّا عند درجات حرارة أعلى من 600°س. ولكن عند تفتيته إلى مسحوق ناعم فإنّه يتفاعل مع الأحماض المركّزة الساخنة مثل [[حمض النتريك]] و[[حمض الكبريتيك]] عند درجات حرارة حوالي 200 °س، بالإضافة إلى تفاعله مع [[مؤكسد|المؤكسدات]] المركّزة والساخنة مثل [[فوق أكسيد الهيدروجين]] أو مزيج من حمض الكبريتيك و[[حمض الكروميك]].<ref name="Laubengayer"/>
 
يعتمد معدّل أكسدة البورون على تبلوره وعلى حجم القطع المتفاعلة وعلى نقاوته وعلى درجة الحرارة. لا يتفاعل البورون مع أكسجين الهواء عند درجة حرارة الغرفة، ولكنه يحترق عند درجات حرارة مرتفعة أعلى من 700 °س ليشكّل [[ثلاثي أكسيد البورون]].<ref name="HollemanAF">{{citeمرجع bookكتاب|publisherالناشر = Walter de Gruyter|yearسنة = 1985|editionالإصدار = 91–100|pagesالصفحات = 814–864|isbnالرقم المعياري = 3-11-007511-3|titleالعنوان = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|firstالأول = Arnold F.|lastالأخير = Holleman|last2الأخير2=Wiberg|first2الأول2=Egon|last3الأخير3=Wiberg|first3الأول3=Nils|chapter = Bor| languageلغة = German}}</ref>
 
:<math>\mathrm{4\ B\ +\ 3\ O_2\ \xrightarrow {\Delta}\ 2\ B_2O_3}</math>
سطر 169:
من مركّبات البورون اللاعضويّة المهمّة مركّباته مع [[هيدروجين|الهيدروجين]] على شكل [[بورانات]]، والتي لها الصيغة العامّة B<sub>x</sub>H<sub>y</sub>. لا توجد هذه المركّبات في الطبيعة، حيث أنّها تتأكسد فوراً بأكسجين الهواء، وبعنف في بعض الأحيان. يدعى المركّب الأساس ضمن فئة هذه المركبات باسم [[بوران (مركب كيميائي)|البوران]]، وله الصيغة BH<sub>3</sub>، وهو غير مستقرّ، ويوجد فقط في الحالة الغازيّة، حيث سرعان ما يتفاعل مع جزيء بوران آخر ليشكّل [[ثنائي وحدات]] (ديمر)، يعرف باسم [[ثنائي البوران]] B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>. إنّ البورانات العليا، وهي الحاوية على عدد كبير من ذرّات البورون والهيدروجين الموافقة، تتألّف من عناقيد من البورون متعدّدة السطوح. أشهر مركبات البورانات هو ثنائي البوران ونواتج [[تحلل حراري|تحلّله الحراري]]، وهي [[خماسي البوران]] B<sub>5</sub>H<sub>9</sub> وعشاري البوران B<sub>10</sub>H<sub>14</sub>. يكون [[حالة الأكسدة|عدد الأكسدة]] للبورون في البورانات ذا قيمة موجبة، وذلك بافتراض أنّ الهيدروجين له عدد الأكسدة −1، ويرتبط على شكل [[هيدريد]] فلزي. لذلك فإنّه في ثنائي البوران B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> يكون عدد أكسدة البورون +3، في حين أنّه في [[عشاري البوران]] B<sub>10</sub>H<sub>14</sub> يكون له القيمة {{frac|7|5}} أو +1.4.
 
إنّ [[نتريد البورون|نتريدات البورون]] ذات أهمية كبيرة، وذلك لتنوّع البنى التي يمكن أن تتبناها، حيث يمكن أن يكون لها بنى مماثلة لبنى متآصلات الكربون، بما فيها [[غرافيت|الغرافيت]] و[[ألماس|الألماس]] و[[أنابيب نانوية كربونية|الأنابيب النانويّة الكربونيّة]]. ففي بنية نتريد البورون المكعّبة المشابهة لبنية الألماس، والتي تسمى [[بورازون]]، فإنّ ذرّات البورون توجد في [[بنية جزيئية رباعية السطوح]] كما في ذرّات الكربون في الألماس، ولكنّ واحدةً من كلّ أربع روابط B-N تكون على شكل [[رابطة تساهمية تناسقية]]. يكون للبورازون صلادة مقاربة للألماس، لذلك يستخدم كمادة [[ساحج|ساحجة]]. في نتريد البورون الذي له بنية مشابهة للغرافيت، والذي يعرف تحت اسم نتريد البورون السداسي (h-BN)، فإنّ ذرّات البورون المشحون إيجاباً والنتروجين المشحونة سلباً في كل مستوي تتوضّع بشكل مقارب إلى الذرات المعاكسة للشحنة في المستوي المقابل. بناءً على ذلك، فإنّ خصائص h-BN والغرافيت مختلفة تماماً. يستخدم مركب h-BN [[مزلق|كمزلّق]] في بعض التطبيقات الخاصة حيث تنزلق المستويات بسهولة، بالمقابل فإن لمركب h-BN ناقلية كهربائيّة وحراريّة ضعيفة على الاتجاه المستوي.<ref name=dkg>{{cite journal| title = Hexagonal Boron Nitride (hBN) – Applications from Metallurgy to Cosmetics| url = http://www.esk.com/uploads/tx_userjspresseveroeff/PR_0712_CFI_12-2007_Hexagonales-BN_e_01.pdf| author =Engler, M. | journal = Cfi/Ber. DKG |volume = 84|year = 2007| page = D25| issn = 0173-9913}}</ref><ref name=b1>{{citeمرجع bookكتاب| authorالمؤلف = Greim, Jochen and Schwetz, Karl A. |titleالعنوان = Boron Carbide, Boron Nitride, and Metal Borides, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry |publisherالناشر = Wiley-VCH: Weinheim |yearسنة = 2005 |doi = 10.1002/14356007.a04_295.pub2}}</ref> يشكّل [[نتريد البورون]] السداسي طبقات ذرية يمكن أن تزيد من [[حركية الإلكترون]] في الأجهزة الحاوية على [[غرافين|الغرافين]].<ref>{{Cite journal
|first1 = C.R.
|last1 = Dean
سطر 205:
يستطيع البورون أن يشكّل العديد من المركّبات المستقرّة التي يكون فيها البورون [[حالة الأكسدة|بحالة أكسدة]] أقل من 3، ولكنّ هذه المركّبات قليلة الوفرة بشكل طبيعي على الأرض. كما هو الحال في العديد من المركّبات التساهمية، فإنّ حالة الأكسدة لا تكون ذات أهمية كبيرة في هيدريدات البورون (البورانات) وفي [[بوريد|بوريدات]] الفلزّات. إنّ هاليدات البورون الأحادي والثنائي مثل رباعي فلوريد ثنائي البوران B<sub>2</sub>F<sub>4</sub> ورباعي كلوريد ثنائي البوران B<sub>2</sub>Cl<sub>4</sub> معروفة، في حين أنّ مركب فلوريد البورون الأحادي BF، [[تساوي إلكتروني|المتساوي إلكترونياً]] مع N<sub>2</sub>، لا يمكن عزله.<ref name="Greenwood">Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419</ref>
 
تحوي مركّبات بوريدات الفلزات على البورون في حالة أكسدة أقل من 3، وكمثال عليها [[سداسي بوريد الكالسيوم]] CaB<sub>6</sub> وثنائي بوريد المغنسيوم MgB<sub>2</sub>. تكون مراكز البورون في المركّب الأخير ثلاثيّة مستوية، مع وجود [[رابطة مضاعفة]] إضافيّة لكل ذرّة بورون، بحيث تشكّل شبكة سداسيّة الأضلاع شبيهة بالغرافيت. ولكن على العكس من شبكة نتريد البورون سداسي الأضلاع h-BN، والتي تفتقد إلى إلكترونات على مستوى الذرّات التساهميّة، فإنّ وجود إلكترونات غير متموضعة وحرّة الحركة بين المستويات يجعل من مركّب ثنائي بوريد المغنسيوم ناقلاً للكهرباء مثل الغرافيت. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الأبحاث سنة 2001 أن MgB<sub>2</sub> [[موصلية فائقة|موصل فائق]] عند درجات حرارة مرتفعة نسبياً.<ref>{{cite journal |title = The Preparation and Structure of Magnesium Boride, MgB<sub>2</sub>|author = Jones, Morton E. and Marsh, Richard E. |journal = Journal of the American Chemical Society|volume = 76 |issue = 5| page = 1434| year = 1954|doi = 10.1021/ja01634a089}}</ref><ref>{{cite journal|doi = 10.1063/1.1570770|url = http://cmp.physics.iastate.edu/canfield/pub/pt0303.pdf|title = Magnesium Diboride: Better Late than Never|year = 2003|last1 = Canfield|first1 = Paul C.|last2 = Crabtree|first2 = George W.|journal = Physics Today|volume = 56|issue = 3|page = 34|bibcode=2003PhT....56c..34C}}</ref> إنّ العديد من مركّبات بوريدات الفلزّات تتمتّع بصلادة كبيرة، لذلك تستخدم في صنع أدوات القطع.<ref>{{citeمرجع bookكتاب|urlمسار = http://books.google.com/books?id=PvU-qbQJq7IC&pg=PA638|chapter = Titanium Diboride|pagesالصفحات = 638–639|titleالعنوان = Materials handbook: A concise desktop reference|isbnالرقم المعياري = 978-1-84628-668-1|authorالمؤلف = Cardarelli, François|yearسنة = 2008}}</ref>
 
===الكيمياء التحليليّة===
سطر 229:
بالمقابل إنّ ارتفاع تركيز البورون عن حدود معيّنة يمكن أن يكون له تأثيرات عكسيّة. عندما تتجاوز مستويات البورون في نسيج النبات عن 200 [[جزء في المليون|ppm]]، فإن أعراض حدوث تسمّم بالبورون قد تحدث في الغالب.<ref>{{Cite news|url = http://info.ag.uidaho.edu/Resources/PDFs/CIS1085.pdf|archiveurl = http://web.archive.org/web/20091001005107/http://info.ag.uidaho.edu/Resources/PDFs/CIS1085.pdf|archivedate = 1 October 2009| publisher = University of Idaho| title = Essential Plant Micronutrients. Boron in Idaho| first = R. L.|last = Mahler| accessdate= 2009-05-05}}</ref><ref>{{cite web|title = Functions of Boron in Plant Nutrition|url = http://www.borax.com/agriculture/files/an203.pdf|archiveurl = http://web.archive.org/web/20090320175602/http://www.borax.com/agriculture/files/an203.pdf|archivedate = 20 March 2009|publisher = U.S. Borax Inc. |format=PDF}}</ref><ref>{{Cite journal|title = Functions of Boron in Plant Nutrition|first = Dale G.|last = Blevins|journal = Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology|volume = 49|pages = 481–500|year = 1998|doi = 10.1146/annurev.arplant.49.1.481|pmid = 15012243|last2 = Lukaszewski|first2 = KM}}</ref>
 
كعنصر من [[عنصر زهيد|العناصر الزهيدة]]، يلعب البورون دوراً حيويّاً مهمّاً بالنسبة لبعض الثديّيات. فعلى سبيل المثال يؤدّي عوز البورون عند الجرذان إلى انخفاض في كمّيّة ونوعيّة الفراء المغطّي للبدن. لا يعرف بالضبط الدور [[فيزيولوجيا|الفيزيولوجي]] للبورون في المملكة الحيوانيّة،<ref name="utrace">{{Cite journal|title = Ultratrace elements in nutrition: Current knowledge and speculation| first = Forrest H.|last = Nielsen|journal =The Journal of Trace Elements in Experimental Medicine|volume = 11| issue = 2–3 |pages =251–274| doi = 10.1002/(SICI)1520-670X(1998)11:2/3<251::AID-JTRA15>3.0.CO;2-Q|year = 1998}}</ref> إلّا أنّه يدخل كأحد العوامل في العمليّات الكيميائيّة الحيويّة في الحيوانات بالإضافة إلى الإنسان.<ref>{{cite web|url = http://www.pdrhealth.com/drug_info/nmdrugprofiles/nutsupdrugs/bor_0040.shtml|title = Boron|accessdate = 2008-09-18|publisher = PDRhealth |archiveurl = http://web.archive.org/web/20080524054321/http://www.pdrhealth.com/drug_info/nmdrugprofiles/nutsupdrugs/bor_0040.shtml |archivedate = 24 May 2008}}</ref> لكن بالمقابل، لا يبدي الإنسان أعراض نقص البورون، إذ أنّ الكمّيّات المطلوبة منه متوفّرة في النظام الغذائي، حيث أنّ البورون يتوافر في كافّة أنواع الغذاء المنتج من النباتات. بيّنت [[معاهد الصحة الوطنية الأمريكية]] أنّ محتوى البورون في [[حمية غذائية|النظام الغذائي]] الطبيعي للإنسان يتراوح بين 2.1–4.3 مغ بورون يوميّاً.<ref>{{Cite journal|title = Total boron|last = Zook|first = E. G.|journal = J. Assoc. Off Agric. Chem|volume = 48|page = 850|year = 1965}}</ref><ref>{{Citeمرجع bookكتاب|urlمسار=http://books.google.com/?id=trUdm-GXchIC&pg=PA84|pageالصفحة=84|titleالعنوان=Health advisories for drinking water contaminants: United States Environmental Protection Agency Office of Water health advisories|authorالمؤلف=United States. Environmental Protection Agency. Office of Water, U. S. Environmental Protection Agency Staff| publisherالناشر=CRC Press|yearسنة = 1993|isbnالرقم المعياري=0-87371-931-X}}</ref> على العموم، لا تزال أهمّيّة البورون بالنسبة للإنسان موضع بحث.
 
==الاستخدامات==
سطر 242:
===زجاج البوروسيليكات===
[[ملف:Schott Duran glassware.jpg|thumb|upright|أدوات مخبرية زجاجية مصنوعة من زجاج البوروسيليكات.]]
إنّ [[زجاج البوروسيليكات]] هو نوع من الزجاج له التركيب النمطي التالي: 12-15% [[أكسيد البورون]] B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> و 80% [[ثنائي أكسيد السيليكون]] (سيليكا)، و2% [[أكسيد الألومنيوم]] (ألومينا). يتميّز زجاج البوروسيليكات بأنّ له [[معامل تمدد حراري]] منخفض، ممّا يمنحه مقاومة جيدة للصدمة الحراريّة. تعدّ شركة Owens-Corning الأمريكية صاحبة العلامة التجارية [[بيركس]] Pyrex، بالإضافة شركة Schott AG الألمانية صاحبة العلامة التجارية Duran، من أشهر الشركات المنتجة [[زجاجيات المختبر|لزجاجيات المختبر]] ولوازم المطبخ في العالم.<ref>{{Citeمرجع bookكتاب| titleالعنوان = Schott guide to glass| firstالأول = H. G.|lastالأخير = Pfaender| editionالإصدار = 2| publisherالناشر = Springer| yearسنة = 1996| isbnالرقم المعياري = 0-412-62060-X| pageالصفحة = 122}}</ref>
 
===الألياف الزجاجيّة===
سطر 256:
 
===المواد السيراميكيّة===
إنّ العديد من مركّبات البورون تعدّ من [[مواد سيراميكية (هندسة)|المواد السيراميكيّة]]، وذلك نظراً للصلادة والقساوة المرتفعة لها. من بين هذه المركبات [[كربيد البورون]] و[[نتريد البورون]]. يحصل على كربيد البورون من تفاعل أكسيد البورون مع الكربون عند درجات حرارة مرتفعة. تتكوّن بنية المركب من سلاسل بوليمريّة طويلة، بالإضافة إلى البناء البلّوري المميّز، مما يمنحه متانة بنيويّة بالنسبة لوحدة الوزن. يستخدم في بناء [[مركبة مدرعة|المدرّعات]] و[[سترة واقية من الرصاص|الستر الواقية من الرصاص]]، بالإضافة إلى العديد من التطبيقات البنيويّة الأخرى. كما يستفاد من خاصية امتصاصه للنيوترونات في دخوله في العديد من التطبيقات في المنشآت النوويّة، وذلك كقضبان تحكّم أو دروع الوقاية.<ref>{{Citeمرجع bookكتاب| firstالأول = Alan W.|lastالأخير = Weimer| titleالعنوان = Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing| isbnالرقم المعياري = 0-412-54060-6| yearسنة = 1997| publisherالناشر = Chapman & Hall (London, New York)}}</ref> يستخدم كربيد البورون ونتريد البورون كمواد [[ساحج|ساحجة]]، حيث أنّ لنتريد البورون مكعّب البنية c-BN صلادة مقاربة للألماس، وهو يعرف بالاسم التجاري [[بورازون]].<ref>{{Cite journal| first = R. H.|last = Wentorf|title = Cubic form of boron nitride|journal = J. Chem Phys.|volume = 26|year = 1957| page = 956| doi = 10.1063/1.1745964| issue = 4|bibcode = 1957JChPh..26..956W}}</ref>
 
{| class="wikitable" style="margin:30px; text-align:center; float:left;"
سطر 284:
من المواد المطوّرة حديثاً مركبات من البورون والكربون والنتروجين BCN، وتعرف باسم الألماس غير المتجانس. يحصل على هذه المواد عند درجات حرارة وضغط مرتفعين، وذلك بتطبيق [[موجة صادمة (طيران)|موجة صادمة]] ناتجة عن متفجّرات، وذلك على مزيج من الألماس والبورازون. إنّ الألماس غير المتجانس مادّة [[متعددة البلورات]] تكون مترافقة مع بلّورات نانوية، ولها صلادة قريبة من الألماس، ومقاومة حرارية قريبة من البورازون. تعود هذه الخصائص إلى البنية الألماسيّة بالإضافة إلى وجود [[رابطة سيغما|روابط سيغما]] ذات [[تهجين مداري|التهجين المداري]] sp<sup>3</sup> بين الكربون و[[ذرة غير متجانسة|الذرّات غير المتجانسة]].<ref>{{ cite journal | author = Komatsu, T.; Samedima, M.; Awano, T.; Kakadate, Y.; Fujiwara, S. | title = Creation of Superhard B–C–N Heterodiamond Using an Advanced Shock Wave Compression Technology | journal = Journal of Materials Processing Technology | volume = 85 | issue = 1–3 | year = 1999 | pages = 69–73 | doi = 10.1016/S0924-0136(98)00263-5 }}</ref> من الأمثلة على هذه المركّبات BC<sub>2</sub>N المكعّب، والذي قيمة [[معامل الحجم]] له مرتفعة، ولا يفوقهه فيها إلّا الألماس والبورازون.<ref>{{ cite journal| author = Solozhenko, V. L.; Andrault, D.; Fiquet, G.; Mezouar, M.; Rubie, D. C. | title = Synthesis of Superhard Cubic BC2N | journal = Applied Physics Letter | volume = 78 | issue = 10 | pages = 1385–1387 | year = 2001 | doi = 10.1063/1.1337623 |bibcode = 2001ApPhL..78.1385S }}</ref>
 
إنّ إضافة بوريدات الفلزات على شكل طبقة على سطح المواد المستخدمة في صناعة الأدوات يتم من خلال [[ترسيب كيميائي للبخار|الترسيب الكيميائي للبخار]] أو [[ترسيب فيزيائي للبخار|بالترسيب الفيزيائي للبخار]]، حيث أنّ إضافة أيونات البورون إلى الفلزّات والسبائك يؤدّي إلى زيادة ملحوظة في مقاومة السطح وفي الصلادة الميكروية. تعدّ هذه المواد المغطّاة بطبقة من البوريد من البدائل عن الأدوات المغطّاة بالألماس، ويكون لسطوحها المعالجة خصائص مشابهة للمواد المصنوعة من البوريد بالكامل.<ref>{{Citeمرجع bookكتاب| titleالعنوان = Materials Science of Carbides, Nitrides and Borides| authorالمؤلف = Gogotsi, Y. G. and Andrievski, R.A.| publisherالناشر = Springer| yearسنة = 1999| isbnالرقم المعياري = 0-7923-5707-8| pagesالصفحات = 270–270}}</ref>
 
===أشباه الموصلات===
إنّ البورون مفيد بكونه [[عامل إشابة]] بالنسبة [[شبه موصل|لأشباه الموصلات]] مثل [[سيليكون|السيليكون]] و[[جرمانيوم|الجرمانيوم]] وكربيد السيليكون. بما أنّ للبورون [[إلكترون تكافؤ]] أقل من الذرّة المضيفة، فإنّه يسبب في حدوث [[ثغرة إلكترونية]]، ممّا يؤدّي إلى الحصول على [[شبه موصل موجب]]. كانت عملية إضافة البورون إلى أشباه الموصلات تجري تقليدياً من خلال [[انتشار|الانتشار الذري]] عند درجات حرارة مرتفعة، وذلك لمركّبات البورون بمختلف الأطوار، وذلك إمّا [[أكسيد البورون|لأكسيد البورون]] الصلب أو [[ثلاثي بروميد البورون|لثلاثي بروميد البورون]] السائل أو لمصدر غازي للبورون مثل [[ثنائي البوران]] أو [[ثلاثي فلوريد البورون]]. استبدلت هذه العملية بعد سبعينات القرن العشرين بتقنيّة [[غرس الأيونات]]، والتي تعتمد بشكل شبه كامل على غاز BF<sub>3</sub> كمصدر للبورون.<ref>{{Citeمرجع bookكتاب|pagesالصفحات = 51–54|titleالعنوان = Fundamentals of semiconductor manufacturing and process control|lastالأخير = May|firstالأول = Gary S.|last2الأخير2= Spanos|first2الأول2=Costas J.|publisherالناشر = John Wiley and Sons|yearسنة = 2006|isbnالرقم المعياري=0-471-78406-0}}</ref>
 
إنّ غاز [[ثلاثي كلوريد البورون]] مهمّ أيضاً في مجال أشباه الموصلات، ولكن ليس كعامل إشابة، إنّما من أجل إجراء عملية [[تنميش]] للفلزات وأكاسيدها وذلك بواسطة [[بلازما (فيزياء)|البلازما]].<ref>{{Citeمرجع bookكتاب|pagesالصفحات = 39–60|titleالعنوان = Semiconductor industry: wafer fab exhaust management|firstالأول = J. Michael|lastالأخير = Sherer|publisherالناشر = CRC Press|yearسنة = 2005|isbnالرقم المعياري = 1-57444-720-3}}</ref>
 
===أجهزة المغناطيس===
سطر 305:
===تطبيقات مختلفة===
[[ملف:Apollo 15 launch.ogg|thumb|يسار|إطلاق صاروخ ''[[أبولو 15]]'' وذلك باستخدام ثلاثي إيثيل البورون كمادة لإشعال الوقود الصاروخي.]]
* بسبب كبر المقطع العرضي النيوتروني للبورون، فإنّه يستخدم من أجل التحكّم وضبط التفاعلات في [[مفاعل نووي|المفاعلات النوويّة]].<ref>{{citeمرجع bookكتاب|urlمسار = http://books.google.com/books?id=4GzRaq0rIEwC&pg=PA660|pagesالصفحات = 660–661|titleالعنوان = Physics for Radiation Protection: A Handbook|isbnالرقم المعياري = 978-3-527-61880-4|authorالمؤلف = Martin, James E|yearسنة = 2008}}</ref> يستخدم البورون اللابلّوري في تركيب [[مادة متوهجة|المواد المتوهّجة]]، حيث أنه يعطي لون أخضر مميّز للهب،<ref>{{Cite journal|title = Pyrotechnic Chemistry|author = Kosanke, B. J. ''et al.''|publisher = Journal of Pyrotechnics|page = 419|year = 2004|isbn = 978-1-889526-15-7}}</ref> كما أنّ البورون اللابلّوري يستخدم من أجل تخفيض [[نقطة انصهار]] سبائك [[نيكل]]-[[كروم]] المستخدمة في [[لحام بالمونة|اللحام بالمونة]].<ref>{{Cite journal
|title = Evaluation of transient liquid phase bonding between nickel-based superalloys
|first = Xiaowei|last = Wu|journal = Journal of Materials Science|volume = 36|issue = 6|pages = 1539–1546|year = 2001|doi = 10.1023/A:1017513200502
سطر 313:
|first3 = Hang|bibcode = 2001JMatS..36.1539W }}</ref> يستخدم عنصر البورون [[عامل اختزال|كعامل اختزال]] أثناء عملية إنتاج [[نحاس|النحاس]] من خاماته وذلك من أجل التخلّص من الأكسجين.<ref name="Ullmann">Ulrich Baudis, Rudolf Fichte: ''Boron and Boron Alloys'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOI|10.1002/14356007.a04_281}}</ref>
 
* إنّ المواد اللاصقة المعتمدة في تركيبها على [[نشا|النشا]] و[[كازين|الكازين]] تحوي في تركيبها على البورق (رباعي بورات الصوديوم عشاري الهيدرات Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·10 H<sub>2</sub>O)، كما تحوي بعض مواد [[تآكل|مانع التآكل]] على البورق في تركيبها أيضاً.<ref>{{cite web| url = http://chemicalland21.com/industrialchem/inorganic/BORAX%20DECAHYDRATE.htm| title = Borax Decahydrate| accessdate = 2009-05-05}}</ref> يستخدم البورق في إنتاج العديد من مواد التنظيف، كما يدخل في تركيب مستحضرات [[تبييض الأسنان]].<ref name=CRC>{{Citeمرجع bookكتاب| authorالمؤلف = Hammond, C. R.|titleالعنوان = The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition| publisherالناشر =CRC press| isbnالرقم المعياري = 0-8493-0485-7| yearسنة = 2004}}</ref> يستخدم البورق (بورات الصوديوم) [[صهارة (علم الفلزات)|كصهارة]] من أجل لحام [[فضة|الفضّة]] و[[ذهب|الذهب]]، ويستخدم مع [[كلوريد الأمونيوم]] من أجل لحام الفلزّات الحديديّة.<ref>{{Citeمرجع bookكتاب| pageالصفحة = 56| titleالعنوان = The Science and Practice of Welding: Welding science and technology| authorالمؤلف = Davies, A. C.|publisherالناشر = Cambridge University Press| yearسنة = 1992| isbnالرقم المعياري = 0-521-43565-X}}</ref> تستخدم البورات كمواد مضافة في [[مثبط اللهب|مثبّطات اللهب]] وذلك في المنتجات البلاستيكية والمطاطية.<ref>{{Citeمرجع bookكتاب| pageالصفحة = 55| titleالعنوان = Fire Retardant Materials|authorالمؤلف = Horrocks, A.R. and Price, D.|yearسنة = 2001| publisherالناشر = Woodhead Publishing Ltd.| isbnالرقم المعياري = 1-85573-419-2}}</ref>
 
* إنّ [[حمض البوريك]] H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> له استخدام في مجال إنتاج [[ليف زجاجي|الألياف الزجاجية]] في صناعة النسيج وفي مجال [[شاشة مسطحة|الشاشات المسطّحة]].<ref name="CRC" /><ref>{{Cite journal| title = Information technology and polymers. Flat panel display| author = Ide, F.| journal = Engineering Materials| volume = 51|page = 84|year = 2003|url = http://sciencelinks.jp/j-east/article/200311/000020031103A0287941.php}}</ref> من المجالات الأخرى التي يستخدم فيها حمض البوريك استخدامه كعامل [[تشابك]] في المواد اللاصقة المعتمدة على [[بولي فينيل أسيتات]] PVA و [[بولي فينيل كحول]] PVOH. كما يستخدم حمض البوريك [[مبيد حشري|كمبيد حشري]] وذلك تجاه [[نمل|النمل]] و[[برغوث|البراغيث]] و[[صرصور|الصراصير]].<ref name="Klotz 1994 1534–1536">{{Cite journal|title = Oral toxicity of boric acid and other boron compounds to immature cat fleas (Siphonaptera: Pulicidae)|first = J. H.|last = Klotz|journal = J. Econ. Entomol.|volume = 87|issue = 6|pages = 1534–1536|year = 1994|doi =
|pmid = 7836612
السطر 326 ⟵ 325:
|first5 = RS}}</ref>
 
* يستخدم [[ثلاثي إيثيل البوران]] (TEB) كمادّة من أجل إشعال [[وقود النفاثات]] JP-7 المستخدم في [[محرك نفاث|المحرّك النفّاث]] Pratt & Whitney J58 الموجود في طائرات مثل [[لوكهيد إس أر-71 بلاك بيرد]].<ref>{{cite web| url = http://www.marchfield.org/sr71a.htm| title = Lockheed SR-71 Blackbird|accessdate = 2009-05-05| publisher = March Field Air Museum}}</ref> كما استخدم TEB أيضاً في السابق من أجل إشعال محرّكات صاروخ [[ساتورن 5]]، الذي استخدم من قبل [[ناسا]] في [[برنامج أبولو]] و[[سكاي لاب|برنامج سكاي لاب]] بين سنتي 1967 و 1973. يعدّ ثلاثي إيثيل البوران مناسباً لهذه المهّمّات بسبب خاصّيّة [[تلقائية الاشتعال|تلقائيّة الاشتعال]] لديه، والتي تعطي درجات حرارة مرتفعة نسبياً.<ref>{{Citeمرجع bookكتاب| pageالصفحة = 86| titleالعنوان = The Saturn V F-1 Engine: Powering Apollo Into History| authorالمؤلف = Young, A.| publisherالناشر = Springer| yearسنة = 2008| isbnالرقم المعياري = 0-387-09629-9}}</ref> يعد TEB من [[بادئ جذري|البادئات الجذريّة]]، والتي تعمل على تنشيط التفاعلات الكيميائيّة حتّى عند درجات حرارة منخفضة.
 
* تدخل البورات في تركيب المواد المستخدمة في [[حفظ الخشب]]، دون أن يكون لذلك تأثير سلبي على البيئة.<ref>{{Cite journal
| last1 = Carr | first1 = J. M.
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/wiki/بورون»