Bor

Bor – atom raqami 5 bo‘lgan, ikkinchi davrning o‘n uchinchi guruhiga mansub element. Formulasi B. Oddiy modda shaklidagi bor kulrang, rangsiz, yoki, qizg‘ish tusli kristall ko‘rinishida; yoxud to‘q rangli amorf modda ko‘rinishida bo‘ladi.  Borning 10 dan ortiq allotropik shakllari ma’lum. Ularning shakllanishi va o‘zaro bir-biriga aylanishi muhitdagi haroratga bog‘liq bo‘ladi.

Kashf qilinishi va atama etimologiyasi.

Borning bura minerali shaklidagi ko‘rinishi qadimgi sharq xalqlariga yaxshi tanish bo‘lgan. Asosan kulolchilikda, idishlarni sirlash uchun foydalanilgan tanakor moddasi (natriy tetraborat) aynan shu mineralning o‘zginasidir. Tanakorning qo‘llanishi haqidagi dastlabki qaydlar eramizdan avvalgi 300-yillarga taalluqli Xitoy qo‘lyozmalarida uchraydi. Eramizning 700-yilida arab alkimyogari Jobir ibn Xayyon bura mineralini buraq tarzida o‘z qo‘lyozmalarida eslab o‘tgan. Burani 1600-yillar atrofida Italiyada metallurglar ham ishlatgani haqida ham qaydlar bor. 1777-yilda Florensiya yaqinidagi iliq buloqlardan bor kislotasi ham aniqlangan edi. Biroq, 1800-yillargacha bor alohida element sifatida tan olinmagan va o‘rganilmagan edi.

Element sifatidagi borni ilk bora 1808-yilda farang kimyogari Gey-Lyussak va hamkasbi Jak Tenar tomonidan, bor angidridi B₂O₃ ni metall kaliy vositasida qizdirish yo‘li bilan olingan. Ulardan bir necha oy keyin, ingliz olimi Gemfri Devi ham, erigan B₂O₃ ni elektroliz qilish yo‘li bilan sof bor ajratib olishni uddalagan. Element nomi arabchadagi «buroq» so‘zidan olingan bo‘lib, u yuqorida aytilgan o‘sha bura minerali, ya’ni, natriy tetraboratni (Na₂B₄O₇·10H₂O) ni nomlash uchun ishlatilgan.

Tabiatda tarqalganligi.

Yer qobig‘idagi bor elementi miqdori har bir tonnaga 4 grammdan to‘g‘ri kelishi aniqlangan. Shunga qaramay, bor asosan minerallar ko‘rinishida uchraydi. Borning 100 dan ziyod o‘z minerallari mavjud bo‘lib, boshqa elementlar minerallari tarkibida bor deyarli uchramaydi. Deyarli barcha minerallarda bor kislorod bilan birikkan bo‘ladi. Sof element holatidagi bor tabiatda uchramaydi. U ko‘plab birikmalar tarkibida, lekin oz konsentratsiyalar bilan keng tarqalgan bo‘lib, asosan, boratlar va borosilikatlar ko‘rinishida mavjud bo‘ladi. Dengiz suvidagi bor miqdori 4,6 mg/l deb baholangan. Datolit (CaBSiO₄OH), danburit (CaB₂Si₂O₈) singari borosilikatlar va asharit (MgB₂(OH)), gidroboratsit (Ca, Mg)B₆O₁₁∙6H₂O eng keng tarqalgan bor minerallaridir.

Bor ajratib olish uchun iqtisodiy jihatdan maqbul minerallar esa kolemanit (Ca₂B₆O₁₁·5H₂O), kernit (Na₂B₄O₆(OH)₂∙3H₂O), ulkesit (NaCaB₅O₆(OH)₆·5H₂O) va tanakor hisoblanadi.

Izotoplari.

Borning tabiiy izotoplari 2 xil bo‘lib, ¹⁰B izotopi tabiiy borning 19,8 % ulushini tashkil qiladi. Qolgan, 80,2 % bor izotopi esa ¹¹B dan iborat.

Bundan tashqari, Borning yana 13 xil radioaktiv izotopi olingan bo‘lib, ularning barchasi juda qisqa yarim yemirilish davriga ega. Eng barqaror radioaktiv bor izotopi bo‘lmish ⁸B ning yarim yemirilish davri atigi 770 msek ni tashkil qiladi.

Fizik xossalari.

Bor – qattiqlik ko‘rsatkichi bo‘yicha eng yuqori darajali moddalardan biridir. U qattiqlik borasida faqat olmosdan keyin turadi. Shuningdek, yarimo‘tkazgich xossalari ham mavjud. Eng katta yorilishga chidamlilik ko‘rsatkichi aynan borga tegishli bo‘lib, u 5,7 GPa ni tashkil qiladi.

Kimyoviy xossalari.

Kimyoviy jihatdan bor anchayin inert modda bo‘lib, xona haroratida u faqat ftor bilan ta’sirlashadi:

2B+3F₂→2BF₃↑

Qizdirilganda, bor boshqa galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, trigalogenidlar hosil qiladi. Azot bilan birikishidan bor nitiridi BN, fosfor bilan esa bor fosfidi BP hosil qiladi. Uglerod bilan bor birikishidan esa tarkiban xilma-xil bor karbidlari hosil bo‘ladi: B₄C, B₁₂C, B₁₃C₂ va ho kazo.

Kislorodli muhitda yoki, havoda qizdirilganda bor katta issiqlik ajralib chiqishi bilan yonadi va bor oksidi B₂O₃ hosil bo‘ladi:

4B+3O₂→2B₂O₃

Vodorod bilan esa bor to‘g‘ridan-to‘g‘ri reaksiyaga kirishmaydi. Borning vodorodli birikmalari ishqoriy metallar boridlarini yoki, ishqoriy-yer metallarining boridlarini kislota bilan qayta ishlash orqali olinadi:

Mg₃B₂+6HCl→B₂H₆↑ + 3MgCl₂

Olinishi va asosiy konlari.

Nisbatan sof borni borovodorodlarni piroliz qilish usuli bilan olinadi. Bunday sof bor yarimo‘tkazgich materiallar tayyorlashda qo‘llaniladi. Tijorat maqsadlarida ishlab chiqariladigan borning 90% qismi kolemanit, kernit, ulkesit va tanakor minerallaridan olinadi. Jahon bo‘ylab eng katta bor konlari Turkiya davlati hududida, xususan, Eskishahar va Balikesir mintaqasidan aniqlangan. Yillik bor ishlab chiqarish hajmi dunyo bo‘yicha 4 million tonnani tashkil qiladi; tasdiqlangan bor konlari esa, 1 milliard tonna atrofida deb baholangan.

Eng ko‘p bor ishlab chiqaruvchi mamlakatlar ham Turkiya va AQSh sanaladi. Jahon bor ishlab chiqarish miqdorining deyarli yarimini Turkiya ta’minlaydi. Yana taxminan 23% yillik ishlab chiqarish miqdori AQSH hissasiga to‘g‘ri kelsa, qolgan 27% borni boshqa mamlakatlar ishlab chiqaradi.

Qo‘llanishi

Bor tolalari ko‘plab kompozit materiallar tarkibida mustahkamlovchi modda sifatida qo‘llanadi. Shuningdek, elektronika sohasida, kremniyning o‘tkazuvchanligini o‘zgartirish maqsadida, unga akseptor qo‘shimcha sifatida bor ishlatiladi. Metallurgiyada esa po‘latning toblanganlik darajasini oshiruvchi mikrolegirlovchi modda sifatida qo‘shiladi. Tibbiyotda esa xavfli o‘simta kasalliklarini davolashda bor terapiyasi qo‘llanadi. Borning vodorodli birikmalari katta samaradorlikka esa reaktiv yoqilg‘i bo‘lib, shuningdek, borning vodorod bilan ba’zi polimer birikmalari kuchli kimyoviy ta’sirlarga bardoshliligi bilan ahamiyatlidir.

Atom energetikasida esa bor kislotasi yadro reaktorlaridagi neytronlarni yutib qoluvchi qalqon sifatida keng qo‘llaniladi. Shuningdek, bor kislotasining tibbiyot va veterinariyada ham qo‘llanish sohalari mavjud.

Biologik ahamiyati.

Bor – ayniqsa o‘simliklarning me’yoriy hayot kechirishi uchun muhim bo‘lgan mikroelementdir. Bor yetishmovchiligi o‘simliklarning rivojlanishida turli nobopliklarni keltirib chiqaradi, madaniy o‘simliklarda esa bor yetishmasligidan turli kasalliklar kelib chiqadi. Qishloq xo‘jaligida, tuproqda bor yetishmasligi yuzaga kelganda, maxsus, borli mikroo‘g‘itlar qo‘llanishi orqali, hosildorlikni orttiruvchi tadbirlar bajariladi.

Borning hayvonlar organizmida va odam tanasidagi ahamiyati yaxshi o‘rganilmagan. Odam tanasining muskul to‘qimalarida 0,33 dan 1∙10⁻⁴ % gacha bor mavjud bo‘ladi. Qondagi bor elementi miqdori taxminan 0,13 mg/litr atrofida. Odamning ozuqa tarkibida yillik bor qabul qilishi taxminan 1-3 mg bo‘ladi. Borning toksik dozasi 4 gramm. .