Bor ist das chemische Element mit der Atomnummer 5 und das chemische Symbol B. Die Atommasse ist 10.81. Bor ist ein metalloid. Weil Bor völlig durch den kosmischen Strahl spallation und nicht durch stellaren nucleosynthesis erzeugt wird, ist es ein Element des niedrigen Überflusses sowohl im Sonnensystem als auch in der Kruste der Erde. Jedoch wird Bor auf die Erde durch die Wasserlöslichkeit seiner allgemeineren natürlich vorkommenden Zusammensetzungen, der borate Minerale konzentriert. Diese werden industriell abgebaut, wie Erze, wie Borax und kernite verdampfen.

Chemisch ungebundenes Bor wird natürlich auf der Erde nicht gefunden. Industriell wird sehr reines Bor mit der Schwierigkeit erzeugt, weil Bor dazu neigt, widerspenstige Materialien zu bilden, die kleine Beträge von Kohlenstoff oder anderen Elementen enthalten. Mehrere allotropes von Bor bestehen: Amorphes Bor ist ein braunes Puder, und kristallenes Bor, ist äußerst hart (ungefähr 9.5 auf der Skala von Mohs), und ein schlechter Leiter bei der Raumtemperatur schwarz. Elementares Bor wird als ein dopant in der Halbleiter-Industrie verwendet.

Der Hauptindustrieskala-Gebrauch von Bor-Zusammensetzungen ist in Natrium perborate Bleichmittel und der Borax-Bestandteil der glasfaserverstärkten Isolierung. Bor-Polymer und Keramik spielen Spezialrollen als Leichtgewichtler der hohen Kraft strukturelle und widerspenstige Materialien. Bor-Zusammensetzungen werden in der Kieselerde-basierten Brille und Keramik verwendet, um ihnen Widerstand gegen den Temperaturschock zu geben. Bor enthaltende Reagenzien werden für als Zwischenglieder in der Synthese von organischen feinen Chemikalien verwendet. Einige Bor enthaltende organische Arzneimittel werden verwendet, oder sind in der Studie. Natürliches Bor wird aus zwei stabilen Isotopen zusammengesetzt, von denen eines (Bor 10) mehreren Nutzen als ein neutrongewinnender Agent hat.

In der Biologie haben borates niedrige Giftigkeit in Säugetieren (ähnlich Tabellensalz), aber sind für arthropods toxischer und werden als Insektizide verwendet. Borsäure ist mild antimikrobisch, und ein natürliches Bor enthaltendes organisches Antibiotikum ist bekannt. Bor ist für das Leben notwendig. Kleine Beträge von Bor-Zusammensetzungen spielen eine verstärkende Rolle in den Zellwänden aller Werke, in Böden notwendiges Bor machend. Experimente zeigen eine Rolle für Bor als ein Ultraspur-Element in Tieren an, aber die Natur seiner Rolle in der Tierphysiologie ist unbekannt.

Geschichte und Etymologie

Das Namenbor entsteht aus dem arabischen Wort  buraq oder dem persischen Wort  burah; die Namen für den Mineralborax sind.

Bor-Zusammensetzungen waren vor bekannten Tausenden von Jahre. Borax war von den Wüsten des westlichen Tibets bekannt, wo es den Namen von tincal erhalten hat, ist ins Sanskrit zurückzuführen gewesen. Borax-Polituren wurden in China von AD300 verwendet, und ein tincal hat sogar den Westen erreicht, wo der persische Alchimist Jābir ibn Hayyān scheint, es in 700 zu erwähnen. Marco Polo hat einige Polituren nach Italien im 13. Jahrhundert zurückgebracht. Agricola 1600 meldet den Gebrauch von Borax als ein Fluss in der Metallurgie. 1777 wurde Borsäure in den heißen Frühlingen (soffioni) in der Nähe von Florenz, Italien anerkannt, und ist bekannt als Salz sedativum mit dem hauptsächlich medizinischen Gebrauch geworden. Das seltene Mineral wird sassolite genannt, der an Sasso, Italien gefunden wird. Sasso war die Hauptquelle von europäischem Borax von 1827 bis 1872, an dem amerikanische Datum-Quellen es ersetzt haben. Bor-Zusammensetzungen waren relativ selten verwendete Chemikalien bis zum Ende der 1800er Jahre, als Pacific Coast Borax Company von Francis Marion Smith zuerst diese Zusammensetzungen verbreitet hat und sie im Volumen und folglich preiswert gemacht hat.

Bor wurde als ein Element nicht anerkannt, bis es von Herrn Humphry Davy und von Joseph Louis Gay-Lussac und Louis Jacques Thénard isoliert wurde. 1808 hat Davy bemerkt, dass durch eine Lösung von borates gesandter elektrischer Strom ein auf einer der Elektroden jäh hinabstürzendes Braun erzeugt hat. In seinen nachfolgenden Experimenten hat er Kalium verwendet, um Borsäure statt der Elektrolyse zu reduzieren. Er hat genug Bor erzeugt, um ein neues Element zu bestätigen, und hat das Element boracium genannt. Gay-Lussac und Thénard haben Eisen verwendet, um Borsäure bei hohen Temperaturen zu reduzieren. Sie haben gezeigt, indem sie Bor mit Luft oxidiert haben, dass Borsäure ein Oxydationsprodukt von Bor ist.

Jöns Jakob Berzelius hat Bor als ein Element 1824 identifiziert. Reines Bor wurde wohl zuerst vom amerikanischen Chemiker Ezekiel Weintraub 1909 erzeugt.

Eigenschaften

Allotropes

Bor ist Kohlenstoff in seiner Fähigkeit ähnlich sich zu formen stabiler covalently hat molekulare Netze verpfändet. Sogar nominell unordentliches (amorphes) Bor enthält regelmäßiges Bor icosahedra, die jedoch zufällig zu einander ohne Fernordnung verpfändet werden. Kristallenes Bor ist ein sehr hartes, schwarzes Material mit einem hohen Schmelzpunkt von obengenannten 2000 °C. Es besteht in vier größeren polymorphs: α, β, γ und T. Wohingegen α, β und T Phasen auf B icosahedra basieren, kann der γ-phase als eine Einordnung des Steinsalz-Typs des icosahedra und der B Atompaare beschrieben werden. Es kann durch das Zusammendrücken anderer Bor-Phasen zu 12-20 GPa und die Heizung zu 1500-1800 °C erzeugt werden; es bleibt stabil nach der Ausgabe der Temperatur und des Drucks. Die T Phase wird am ähnlichen Druck, aber den höheren Temperaturen von 1800-2200 °C erzeugt. Betreffs des α und der β Phasen könnten sie beide an umgebenden Bedingungen mit der β Phase koexistieren, die stabiler ist. Das Zusammendrücken von Bor über 160 GPa erzeugt eine Bor-Phase mit einer bis jetzt unbekannten Struktur, und diese Phase ist ein Supraleiter bei Temperaturen 6-12 K.

Chemie des Elements

Elementares Bor ist selten und schlecht studiert, weil das Material äußerst schwierig ist sich vorzubereiten. Die meisten Studien auf "Bor" sind mit Proben verbunden, die kleine Beträge von Kohlenstoff enthalten. Chemisch benimmt sich Bor ähnlicher zu Silikon als zu Aluminium. Kristallenes Bor ist chemisch träge und widerstandsfähig, um durch das Kochen hydrofluoric oder Salzsäure anzugreifen. Wenn fein geteilt, wird es langsam durch heißes konzentriertes Wasserstoffperoxid, heiße konzentrierte Stickstoffsäure, heiße Schwefelsäure oder heiße Mischung von chromic und Schwefelsäuren angegriffen.

Die Rate der Oxydation von Bor hängt vom crystallinity, der Partikel-Größe, der Reinheit und der Temperatur ab. Bor reagiert mit Luft bei der Raumtemperatur nicht, aber bei höheren Temperaturen brennt es, um Bor-Trioxid zu bilden:

:4 B + 3 O  2 FILIALE

Bor erlebt Halogenierung, um trihalides, zum Beispiel, zu geben

:2 B + 3 Br  2 BBr

Der trichloride wird gewöhnlich in der Praxis vom Oxyd gemacht.

Chemische Zusammensetzungen

In seinen vertrautesten Zusammensetzungen hat Bor den formellen Oxydationsstaat III. Diese schließen Oxyde, Sulfide, Nitride und Halogenide ein.

Die trihalides nehmen eine planare trigonal Struktur an. Diese Zusammensetzungen sind Säuren von Lewis darin sie bilden sogleich Zusätze mit Elektronpaar-Spendern, die Basen von Lewis genannt werden. Zum Beispiel hat sich Fluorid (F) und Bor trifluoride (BF) verbunden, um das tetrafluoroborate Anion, BF zu geben. Bor trifluoride wird in der petrochemischen Industrie als ein Katalysator verwendet. Die Halogenide reagieren mit Wasser, um Borsäure zu bilden.

Bor wird in der Natur auf der Erde völlig als verschiedene Oxyde von B (III) gefunden, häufig mit anderen Elementen vereinigt. Die mehr als hundert borates das ganze Eigenschaft-Bor in der Oxydation setzen +3 fest. Diese Minerale ähneln Silikat in etwas Rücksicht, obwohl Bor häufig nicht nur in einer vierflächigen Koordination mit Sauerstoff, sondern auch in einer trigonal planaren Konfiguration gefunden wird. Verschieden vom Silikat zeigen die Bor-Minerale nie Bor mit der Koordinationszahl, die größer ist als vier. Ein typisches Motiv wird durch die tetraborate Anionen des allgemeinen Mineralboraxes veranschaulicht, der am linken gezeigt ist. Die formelle negative Anklage der vierflächigen borate Zentren wird durch Metall cations in den Mineralen, wie das Natrium (Na) in Borax erwogen.

Die Bor-Nitride sind für die Vielfalt von Strukturen bemerkenswert, die sie annehmen. Sie nehmen Strukturen an, die verschiedenem allotropes von Kohlenstoff, einschließlich des Grafits, Diamanten und nanotubes analog sind. In genanntem Kubikbor-Nitrid der diamantähnlichen Struktur (tradename Borazon) bestehen Bor-Atome in der vierflächigen Struktur von Kohlenstoff-Atomen im Diamanten, aber ein in allen vier B-N Obligationen kann als eine Koordinate covalent Band angesehen werden, worin zwei Elektronen durch das Stickstoff-Atom geschenkt werden, das als die Basis von Lewis zu einem Band dem Lewis acidic Bor (III) Zentrum handelt. Kubikbor-Nitrid, unter anderen Anwendungen, wird als ein Poliermittel verwendet, weil es eine Härte hat, die mit dem Diamanten vergleichbar ist (die zwei Substanzen sind im Stande, Kratzer auf einander zu erzeugen). In der MILLIARDE zusammengesetzte Entsprechung des Grafits liegt sechseckiges Bor-Nitrid (H-MILLIARDE), das positiv beladene Bor und die negativ beladenen Stickstoff-Atome in jedem Flugzeug neben dem entgegengesetzt beladenen Atom im folgenden Flugzeug. Folglich haben Grafit und H-MILLIARDE sehr verschiedene Eigenschaften, obwohl beide Schmiermittel, als diese Flugzeuge Gleiten vorbei an einander leicht sind. Jedoch ist H-MILLIARDE ein relativ armer elektrischer und thermischer Leiter in den planaren Richtungen.

Chemie von Organoboron

Eine Vielzahl von Organoboron-Zusammensetzungen ist bekannt, und viele sind in der organischen Synthese nützlich. Zusammensetzungen von Organoboron (III) sind gewöhnlich vierflächig oder trigonal planar, zum Beispiel, tetraphenylborate (B (CH)) gegen triphenylborane (B (CH)). Viele werden von hydroboration erzeugt, der diborane (BH) verwendet.

Zusammensetzungen von B (I) und B (II)

Obwohl diese auf der Erde natürlich nicht gefunden werden, formt sich Bor eine Vielfalt von stabilen Zusammensetzungen mit der formellen Oxydation setzen weniger als drei fest. Bezüglich vieler Covalent-Zusammensetzungen sind formelle Oxydationsstaaten häufig wenig Bedeutung in Bor hydrides und Metall borides. Die Halogenide bilden auch Ableitungen von B (I) und B (II). BF, isoelectronic mit N, ist nicht isolable in der kondensierten Form, aber BF und BCl werden gut charakterisiert.

Binäre Metallbor-Zusammensetzungen, das Metall borides, setzt das Eigenschaft-Bor in der Oxydation weniger als III fest. Veranschaulichend ist Magnesium diboride (MgB). Jedes Bor hat eine formelle 1 Anklage, und Magnesium wird eine formelle Anklage 2 + zugeteilt.

In diesem Material sind die Bor-Zentren planar mit einer Extradoppelbindung für jedes Bor mit den Bor-Atomen trigonal, die Platten bilden, die mit dem Kohlenstoff im Grafit verwandt sind. Jedoch verschieden vom Fall mit sechseckigem Bor-Nitrid, das vergleichsweise an Elektronen im Flugzeug der covalent Atome Mangel hat, erlauben die delocalized Elektronen im Flugzeug von Magnesium diboride ihm, dem isoelectronic Grafit ähnliche Elektrizität zu führen. Außerdem, 2001, wie man fand, war dieses Material ein Hoch-Temperatursupraleiter.

Bestimmtes anderes Metall borides findet Spezialanwendungen als harte Materialien, um Werkzeuge zu schneiden.

Von der Strukturperspektive sind die am meisten kennzeichnenden chemischen Zusammensetzungen von Bor der hydrides. Eingeschlossen in diese Reihe sind die Traube-Zusammensetzungen dodecaborate (BH), decaborane (BH), und der carboranes wie CBH. Charakteristisch zeigen solche Zusammensetzungen Bor mit Koordinationszahlen, die größer sind als vier.

Isotope

Bor hat das zwei natürlich Auftreten und die stabilen Isotope, B (80.1 %) und B (19.9 %). Der Massenunterschied läuft auf eine breite Reihe von δB-Werten hinaus, die als ein Bruchunterschied zwischen dem B und B definiert und traditionell in Teilen pro Tausend, in natürlichem Wasser im Intervall von 16 zu +59 ausgedrückt werden. Es gibt 13 bekannte Isotope von Bor, das am kürzesten gelebte Isotop ist B, der durch die Protonenemission und den Alpha-Zerfall verfällt. Es hat eine Halbwertzeit 3.5×10 s. Isotopic fractionation von Bor wird von den Austauschreaktionen der Bor-Arten B (OH) und [B (OH)] kontrolliert. Bor-Isotope werden auch während der Mineralkristallisierung, während HO Phase-Änderungen in Hydrothermalsystemen, und während der Hydrothermalmodifizierung des Felsens fraktioniert. Die letzte Wirkung läuft auf bevorzugte Eliminierung des B (OH) Ion auf Töne hinaus. Es läuft auf Lösungen hinaus, die auf B (OH) bereichert sind, und kann deshalb für die große B Bereicherung im Meerwasser sowohl hinsichtlich der ozeanischen Kruste als auch hinsichtlich Kontinentalkruste verantwortlich sein; dieser Unterschied kann als eine isotopic Unterschrift handeln. Der exotische B stellt einen Kernring aus, d. h. sein Radius ist merkbar größer als das, das durch das flüssige Fall-Modell vorausgesagt ist.

Das B Isotop kann gut Thermalneutronen gewinnen. Natürliches Bor ist ungefähr 20 % B und 80 % B. Die Kernindustrie bereichert natürliches Bor zu fast reinem B. Weniger - ist wertvolles Nebenprodukt, entleertes Bor, fast reiner B.

Kommerzielle Isotop-Bereicherung

Wegen seines hohen Neutronquerschnitts wird Bor 10 häufig verwendet, um Spaltung in Kernreaktoren als eine neutrongewinnende Substanz zu kontrollieren. Mehrere Industrieskala-Bereicherungsprozesse sind jedoch entwickelt worden nur die fraktionierte Vakuumdestillation des dimethyl Äther-Zusatzes von Bor trifluoride (DME-BF) und Säulenchromatographie von borates wird verwendet.

Bereichertes Bor (Bor 10)

Bereichertes Bor oder B werden sowohl in der Strahlenabschirmung als auch in der Bor-Festnahme-Therapie des Krebses verwendet. In den Letzteren wird eine Zusammensetzung, die B enthält, in ein Arzneimittel vereinigt, das durch eine bösartige Geschwulst und Gewebe in der Nähe davon auswählend aufgenommen wird. Der Patient wird dann mit einem Balken jeder Thermalneutronen, oder Neutronen der niedrigen Energie an einer relativ niedrigen Neutronstrahlendosis behandelt. Die Neutronen lösen jedoch energische und sekundäre Alpha-Radiation für kurze Strecken aus, die ein Produkt des Bors + Neutronkernreaktion ist, und das zusätzlich die Geschwulst bombardiert.

In Kernreaktoren wird B für die Reaktionsfähigkeitskontrolle und in Notabschaltungssystemen verwendet. Es kann entweder Funktion in der Form von Borosilikatkontrollstangen oder als Borsäure dienen. In unter Druck gesetzten Wasserreaktoren wird Borsäure zum Reaktorkühlmittel hinzugefügt, wenn das Werk für das Auftanken geschlossen wird. Es wird dann im Laufe vieler Monate langsam herausgefiltert, weil spaltbares Material verbraucht wird und der Brennstoff weniger reaktiv wird.

Im besetzten interplanetarischen Raumfahrzeug der Zukunft hat B eine theoretische Rolle als Strukturmaterial (als Bor-Fasern oder MILLIARDE nanotube Material), der auch einer speziellen Rolle im Strahlenschild dienen würde. Eine der Schwierigkeiten im Umgang mit kosmischen Strahlen, die größtenteils hohe Energieprotone sind, ist, dass eine sekundäre Radiation von der Wechselwirkung von kosmischen Strahlen und Raumfahrzeugmaterialien hohe Energie spallation Neutronen ist. Solche Neutronen können durch Materialien hoch in leichten Elementen wie Polyäthylen gemäßigt werden, aber die gemäßigten Neutronen setzen fort, ein Strahlenrisiko, wenn nicht aktiv vertieft, in die Abschirmung zu sein. Unter leichten Elementen, die Thermalneutronen absorbieren, erscheinen Li und B als potenzielles Raumfahrzeug Strukturmaterialien, die sowohl für die mechanische Verstärkung als auch für den Strahlenschutz dienen.

Entleertes Bor (Bor 11)

Höhenstrahlung wird sekundäre Neutronen erzeugen, wenn sie Raumfahrzeugstrukturen schlägt. Jene Neutronen werden in B gewonnen, wenn er in den Halbleitern des Raumfahrzeugs da ist, einen Gammastrahl, ein Alphateilchen und ein Lithiumion erzeugend. Diese resultierenden Zerfall-Produkte können dann nahe gelegene Halbleiter-'Span'-Strukturen bestrahlen, Datenverlust (Bit schnipsendes oder einzelnes Ereignis-Umkippen) verursachend. In gehärteten Halbleiter-Designs der Radiation soll eine Gegenmaßnahme entleertes Bor verwenden, das in B außerordentlich bereichert wird und fast keinen B enthält. B ist zum Strahlungsschaden größtenteils geschützt. Entleertes Bor ist ein Nebenprodukt der Kernindustrie.

B ist auch ein Kandidat als ein Brennstoff für die aneutronic Fusion. Wenn geschlagen, durch ein Proton mit der Energie von ungefähr 500 keV erzeugt es drei Alphateilchen und 8.7 MeV der Energie. Die meisten anderen Fusionsreaktionen, die mit Wasserstoff und Helium verbunden sind, erzeugen eindringende Neutronradiation, die Reaktorstrukturen schwächt und langfristige Radioaktivität veranlasst, die dadurch Betriebspersonal gefährdet. Wohingegen die Alphateilchen von der B Fusion direkt in die elektrische Macht und den ganzen Strahlenhalt gedreht werden können, sobald der Reaktor abgedreht wird.

NMR Spektroskopie

Sowohl B als auch B besitzen Kerndrehung. Die Kerndrehung von B ist 3, und dieser von B ist 3/2. Diese Isotope sind deshalb des Gebrauches in der Kernkernspinresonanz-Spektroskopie; und Spektrometer, die besonders an das Ermitteln vom Bor 11 Kerne angepasst sind, sind gewerblich verfügbar. Der B und die B Kerne verursachen auch das Aufspalten in der Klangfülle von beigefügten Kernen.

Ereignis

Bor ist ein relativ seltenes Element in der Kruste der Erde, nur 0.001 % vertretend. Die kommerziellen Weltborate-Ablagerungen werden auf 10 Millionen Tonnen geschätzt.

Die Türkei und die Vereinigten Staaten sind die größten Erzeuger in der Welt von Bor. Die Türkei hat 63 % der Bor-Reserven in der Welt. Bor erscheint auf der Erde in der elementaren Form nicht, aber wird vereinigt in Borax, Borsäure, Colemanite, kernite, ulexite und borates gefunden. Borsäure wird manchmal in vulkanischem Frühlingswasser gefunden.

Ulexite ist eines von mehr als hundert borate Mineralen; es ist ein faseriger Kristall, wohin individuelle Fasern Licht wie Glasfaserleiter führen können.

Wirtschaftlich wichtige Quellen von Bor sind rasorite (kernite) und tincal (Borax-Erz). Sie werden beide in der Mojave-Wüste Kaliforniens gefunden, wo Rio Borax-Bergwerk von Tinto (auch bekannt als das amerikanische Borax-Bor-Bergwerk) in der Nähe von Bor Kalifornien Kaliforniens größter Tagebau und die größte Borax-Mine in der Welt ist, fast Hälfte des borates in der Welt von dieser einzelnen Seite erzeugend. Jedoch sind die größten Borax-Ablagerungen bekannt, viele noch unangezapft, in der Zentralen und Westlichen Türkei einschließlich der Provinzen von Eskişehir, Kütahya und Balıkesir.

Produktion

Die Produktion von Bor-Zusammensetzungen ist mit Bildung von elementarem Bor nicht verbunden, aber nutzt die günstige Verfügbarkeit von borates aus.

Die frühsten Wege zu elementarem Bor haben die Verminderung von Borsäure mit Metallen wie Magnesium oder Aluminium eingeschlossen. Jedoch wird das Produkt fast immer mit Metall borides verseucht. Reines Bor kann durch das Reduzieren flüchtiger Bor-Halogenide mit Wasserstoff bei hohen Temperaturen bereit sein. Ultrareines Bor, für den Gebrauch in der Halbleiter-Industrie, wird durch die Zergliederung von diborane bei hohen Temperaturen erzeugt und dann weiter mit dem Zonenschmelzen oder den Prozessen von Czochralski gereinigt.

Marktströmung

Der geschätzte globale Verbrauch von Bor hat sich zu 1.8 Rekord-Millionen Tonnen der FILIALE 2005, im Anschluss an eine Periode des starken Wachstums in der Nachfrage von Asien, Europa und Nordamerika erhoben. Wie man betrachtet, ist Bor abbauende und sich verfeinernde Kapazitäten entsprechend, um erwartete Niveaus des Wachstums im Laufe des nächsten Jahrzehnts zu entsprechen.

Die Form, in der Bor verbraucht wird, hat sich in den letzten Jahren geändert. Der Gebrauch von Erzen wie Colemanite hat folgende Sorgen über den arsenhaltigen Inhalt geneigt. Verbraucher sind an den Gebrauch von raffiniertem borates und Borsäure herangegangen, die einen niedrigeren Schadstoff-Inhalt haben. Die durchschnittlichen Kosten von kristallenem Bor sind $ 5/g.

Die Erhöhung der Nachfrage nach Borsäure hat mehrere Erzeuger dazu gebracht, in die zusätzliche Kapazität zu investieren. Eti Mine Company der Türkei hat ein neues saures Borwerk mit der Produktionskapazität von 100,000 Tonnen pro Jahr an Emet 2003 geöffnet. Rio Tinto Group hat die Kapazität seines Bor-Werks von 260,000 Tonnen pro Jahr 2003 bis 310,000 Tonnen pro Jahr vor dem Mai 2005 mit Plänen vergrößert, das zu 366,000 Tonnen pro Jahr 2006 anzubauen. Chinesische Bor-Erzeuger sind unfähig gewesen, schnell wachsende Nachfrage für die hohe Qualität borates zu befriedigen. Das hat zu Importen von Natrium tetraborate (Borax) geführt, der um einen hundertfachen zwischen 2000 und 2005 und sauren Borimporten wächst, die um 28 % pro Jahr im Laufe derselben Periode zunehmen.

Der Anstieg der globalen Nachfrage ist durch hohe Wachstumsraten in der glasfaserverstärkten und Borosilikatproduktion gesteuert worden. Eine Eskalation in der Fertigung der Verstärkungsrang-Glasfaser in Asien mit einer folgenden Zunahme in der Nachfrage nach borates hat die Entwicklung der Verstärkungsrang-Glasfaser ohne Bor in Europa und den USA ausgeglichen. Die neuen Anstiege von Energiepreisen können zu größerem Gebrauch der Isolierungsrang-Glasfaser mit dem folgenden Wachstum im Bor-Verbrauch führen. Roskill Consulting Group sagt voraus, dass die Weltnachfrage nach Bor um 3.4 % pro Jahr wachsen wird, um 21 Millionen Tonnen vor 2010 zu erreichen. Wie man erwartet, ist das höchste Wachstum in der Nachfrage in Asien, wo sich Nachfrage um durchschnittliche 5.7 % pro Jahr erheben konnte.

Anwendungen

Fast das ganze aus der Erde herausgezogene Bor-Erz wird für die Verbesserung in Borsäure und Natrium tetraborate pentahydrate bestimmt. In den Vereinigten Staaten werden 70 % des Bors für die Produktion des Glases und der Keramik verwendet.

Glas und Keramik

Borosilikatglas, das normalerweise 12-15 % FILIALE, 80-%-SiO und 2-%-AlO ist, hat einen niedrigen Koeffizienten der Thermalvergrößerung, die es ein guter Widerstand gegen den Temperaturschock gibt. Duran und Pyrex sind zwei Hauptmarkennamen für dieses Glas, verwendet sowohl im Laborglas als auch im Verbraucherkochgeschirr und bakeware hauptsächlich für diesen Widerstand.

Bor-Glühfäden sind hohe Kraft, Leichtgewichtsmaterialien, die hauptsächlich für fortgeschrittene Raumfahrtstrukturen als ein Bestandteil von zerlegbaren Materialien, sowie beschränkter Produktionsverbraucher und sportliche Waren wie Golfklubs und Angelruten verwendet werden. Die Fasern können durch die chemische Dampf-Absetzung von Bor auf einem Wolfram-Glühfaden erzeugt werden.

Bor-Fasern und nach Größen geordnete kristallene Bor-Frühlinge des Submillimeters werden durch die lasergeholfene chemische Dampf-Absetzung erzeugt. Die Übersetzung des eingestellten Laserbalkens erlaubt, sogar komplizierte spiralenförmige Strukturen zu erzeugen. Solche Strukturen zeigen gute mechanische Eigenschaften (elastisches Modul 450 GPa, Bruch spannt 3.7 %, Bruch betonen 17 GPa), und kann als Verstärkung der Keramik oder in mikromechanischen Systemen angewandt werden.

Reinigende Formulierungen und Bleiche-Agenten

Borax wird in der verschiedenen Haushaltswäscherei und den Reinigungsprodukten, einschließlich des wohl bekannten "20 Maulesel Mannschaft Borax" Wäscherei-Boosterrakete und "Boraxo" bestäubte Handseife verwendet. Es ist auch in einigen Zahn-Bleiche-Formeln da.

Natrium perborate dient als eine Quelle von aktivem Sauerstoff in vielen Reinigungsmitteln, Wäscherei-Reinigungsmitteln, Produkte und Wäscherei-Bleichmittel reinigend. Jedoch, trotz seines Namens, enthält "Borateem" Wäscherei-Bleichmittel nicht mehr irgendwelche Bor-Zusammensetzungen, mit Natrium percarbonate stattdessen als ein Bleiche-Agent.

Insektizide

Borsäure wird als ein Insektizid, namentlich gegen Ameisen, Flöhe und Küchenschaben verwendet.

Halbleiter

Bor ist ein nützlicher dopant für solche Halbleiter wie Silikon, Germanium und Silikonkarbid. Ein weniger Wertigkeitselektron habend, als das Gastgeber-Atom schenkt es ein Loch, das auf P-Typ-Leitvermögen hinausläuft. Traditionelle Methode, Bor in Halbleiter einzuführen, ist über seine Atomverbreitung bei hohen Temperaturen. Dieser Prozess verwendet entweder fest (FILIALE), Flüssigkeit (BBr), oder gasartige Bor-Quellen (BH oder BF). Jedoch, nach den 1970er Jahren, wurde es größtenteils durch die Ion-Implantation ersetzt, die sich größtenteils auf BF als eine Bor-Quelle verlässt. Bor trichloride Benzin ist auch eine wichtige Chemikalie in der Halbleiter-Industrie, jedoch nicht für das Doping, aber eher für das Plasmaätzen von Metallen und ihren Oxyden. Triethylborane wird auch in Dampf-Absetzungsreaktoren als eine Bor-Quelle eingespritzt. Beispiele sind die Plasmaabsetzung von Bor enthaltenden harten Kohlenstoff-Filmen, Silikonnitrid-Filmen des Nitrid-Bors, und um des Diamantfilms mit Bor zu lackieren.

Magnete

Bor ist ein Bestandteil von Neodym-Magneten (NdFeB), die der stärkste Typ des dauerhaften Magnets sind. Sie werden in einer Vielfalt von elektromechanischen und elektronischen und Innenberufsgeräten, wie Kernspinresonanz-Bildaufbereitung (MRI), verschiedene Motoren und Auslöser, Computer HDDs, CD und DVD-Spieler, Mobiltelefone, Zeitmesser-Schalter, Sprecher und so weiter gefunden.

Hohe Härte und Schleifpasten

Mehrere Bor-Zusammensetzungen sind für ihre äußerste Härte und Schwierigkeit bekannt.

Bor-Karbid und Kubikbor-Nitrid-Puder werden als Poliermittel weit verwendet. Metall borides wird für Überzug-Werkzeuge durch die chemische Dampf-Absetzung oder physische Dampf-Absetzung verwendet. Die Implantation von Bor-Ionen in Metalle und Legierung, durch die Ion-Implantation oder Ion-Balken-Absetzung, läuft auf eine sensationelle Zunahme im Oberflächenwiderstand und der Mikrohärte hinaus. Laserlegierung ist auch zu demselben Zweck erfolgreich verwendet worden. Diese borides sind eine Alternative zu angestrichenen Werkzeugen des Diamanten, und ihre (behandelten) Oberflächen haben ähnliche Eigenschaften zu denjenigen des Hauptteils boride.

Bor-Karbid

Bor-Karbid ist ein keramisches Material, das durch das Zerlegen der FILIALE mit Kohlenstoff im elektrischen Brennofen erhalten wird:

:2 FILIALE + 7 C  V. CHR. + 6 CO

Bor-Karbid-Struktur ist nur ungefähr v. Chr., und sie zeigt eine klare Erschöpfung von Kohlenstoff von diesem angedeuteten stochiometrischen Verhältnis. Das ist wegen seiner sehr komplizierten Struktur. Die Substanz kann mit der empirischen Formel v. Chr. gesehen werden (d. h., mit B dodecahedra ein Motiv zu sein), aber mit weniger Kohlenstoff weil werden die angedeuteten C Einheiten durch B-C Ketten ersetzt, und dort sind (B) octahedra Gegenwart ebenso kleiner. (Sieh den Artikel für die Strukturanalyse).

Das sich wiederholende Polymer plus die halbkristallene Struktur des Bor-Karbids gibt ihm große Strukturkraft pro Gewicht. Es wird in der Zisterne-Rüstung, den kugelsicheren Westen und den vielen anderen Strukturanwendungen verwendet.

Bor-Karbid-Fähigkeit, Neutronen zu absorbieren, ohne langlebige Radionuklide (besonders wenn lackiert, mit Extrabor 10) zu bilden, macht das Material attraktiv als ein Absorptionsmittel für die Neutronradiation, die in Kernkraftwerken entsteht. Kernanwendungen des Bor-Karbids schließen Abschirmung ein, kontrollieren Stangen und Stilllegungskügelchen. Innerhalb von Kontrollstangen ist Bor-Karbid häufig bestäubt, um seine Fläche zu vergrößern.

Andere superharte Bor-Zusammensetzungen

• Heterodiamond (hat auch BCN genannt);
• Bor-Nitrid. Dieses Material ist isoelectronic zu Kohlenstoff. Ähnlich Kohlenstoff hat es beide sechseckig (weiche einem Grafit ähnliche H-MILLIARDE) und kubisch (harte, diamantähnliche C-MILLIARDE) Formen. H-MILLIARDE wird als ein hoher Temperaturbestandteil und Schmiermittel verwendet. C-MILLIARDE, auch bekannt unter dem kommerziellen Namen borazon, ist ein höheres Poliermittel. Seine Härte ist nur ein bisschen kleinere aber chemische Stabilität ist als dieser des Diamanten höher.
• Rhenium diboride kann am umgebenden Druck erzeugt werden, aber ist wegen Rheniums ziemlich teuer. Die Härte von ReB stellt beträchtlichen anisotropy wegen seiner sechseckigen layered Struktur aus. Sein Wert ist mit diesem des Wolfram-Karbids, Silikonkarbids, Titan diboride oder Zirkonium diboride vergleichbar.
• AlMgB + besitzen Zusammensetzungen von TiB hohe Härte und Verschleißfestigkeit und werden entweder in der Hauptteil-Form oder als Überzüge für Bestandteile verwendet, die zu hohen Temperaturen und Tragen-Lasten ausgestellt sind.

Abschirmung in Kernreaktoren

Bor-Abschirmung wird als eine Kontrolle für Kernreaktoren, das Ausnutzen seines hohen Querschnitts für die Neutronfestnahme verwendet.

Anderer nichtmedizinischer Gebrauch

• Wegen seiner kennzeichnenden grünen Flamme wird amorphes Bor in pyrotechnischen Aufflackern verwendet.
• Stärke und Kasein-basierte Bindemittel enthalten Natrium tetraborate decahydrate (NaBO · 10 HO)
• Einige Antikorrosionssysteme enthalten Borax.
• Natrium borates wird als ein Fluss verwendet, um Silber und Gold und mit dem Ammoniumchlorid zu verlöten, um Eisenmetalle zu schweißen. Sie sind auch Feuerverzögern-Zusätze zu Plastik und Gummiartikeln.
• Borsäure (auch bekannt als orthoboric Säure) HBO wird in der Produktion von flachen und glasfaserverstärkten Textiltafel-Anzeigen und in vielen PVAc verwendet, und PVOH hat Bindemittel gestützt.
• Triethylborane ist eine Substanz, die den JP-7 Brennstoff des Turbojets/Staustrahler von Pratt & Whitney J58 entzündet, der den Lockheed SR-71 Amsel antreibt. Es wurde auch verwendet, um die f-1 Motoren auf dem Saturn V Rakete zu entzünden, die durch die Programme von Apollo und Skylab der NASA von 1967 bis 1973 verwertet ist. Triethylborane ist dafür wegen seiner pyrophoric Eigenschaften, besonders die Tatsache passend, dass er mit einer sehr hohen Temperatur brennt. Triethylborane ist ein Industrieinitiator in radikalen Reaktionen, wo es sogar bei niedrigen Temperaturen wirksam ist.

Forschungsgebiete

Magnesium diboride ist ein wichtiges Superleiten-Material mit der Übergangstemperatur von 39 K. Leitungen von MgB werden mit dem Prozess des Puders in der Tube erzeugt und im Superleiten von Magneten angewandt.

Amorphes Bor wird als ein Schmelzpunkt-Beruhigungsmittel in Nickel-Chrom verwendet löten Legierung hart.

Sechseckiges Bor-Nitrid bildet atomar dünne Schichten, die verwendet worden sind, um die Elektronbeweglichkeit in graphene Geräten zu erhöhen. Es bildet auch nanotubular Strukturen (BNNTs), die mit der hohen Kraft, hoch chemische Stabilität, und dem hohen Thermalleitvermögen unter seiner Liste von wünschenswerten Eigenschaften haben.

Biologische Rolle

Es gibt ein Bor enthaltendes natürliches Antibiotikum, boromycin, isoliert von streptomyces. Bor ist ein wesentlicher Pflanzennährstoff, erforderlich in erster Linie, für die Integrität von Zellwänden aufrechtzuerhalten. Umgekehrt können hohe Boden-Konzentrationen> 1.0 ppm geringfügig verursachen und Nekrose in Blättern sowie schlechter gesamter Wachstumsleistung neigen. Niveaus mindestens 0.8 ppm können diese dieselben Symptome veranlassen, in Werken zu erscheinen, die zu Bor im Boden besonders empfindlich sind. Fast alle Werke, sogar diejenigen, die von Bor im Boden etwas tolerant sind, werden mindestens einige Symptome von der Bor-Giftigkeit zeigen, wenn der Bor-Inhalt im Boden größer ist als 1.8 ppm. Wenn dieser Inhalt 2.0 ppm überschreitet, werden wenige Werke eine gute Leistung bringen, und einige können nicht überleben. Wenn Bor-Niveaus im Pflanzengewebe zu weit gehen, werden 200 ppm Symptome von der Bor-Giftigkeit wahrscheinlich erscheinen.

Als ein Ultraspurenelement ist Bor für die optimale Gesundheit von Ratten notwendig, obwohl es in solchen kleinen Beträgen notwendig ist, dass Nahrungsmittel ultragereinigt hat und das Staub-Filtrieren von Luft notwendig ist, Bor-Mangel zu veranlassen, die als schlechter Mantel oder Haarqualität erscheinen. Vermutlich ist Bor für andere Säugetiere notwendig. Kein Mangel-Syndrom in Menschen ist beschrieben worden. Kleine Beträge von Bor kommen weit in der Diät vor, und die in der Diät erforderlichen Beträge würden analog mit Nagestudien, sehr klein sein. Die genaue physiologische Rolle von Bor im Tierreich wird schlecht verstanden.

Bor kommt in allen von Werken erzeugten Nahrungsmitteln vor. Seit 1989 ist sein Nährwert diskutiert worden. Es wird gedacht, dass Bor mehrere biochemische Rollen in Tieren einschließlich Menschen spielt.

Die amerikanische Abteilung der Landwirtschaft hat ein Experiment durchgeführt, in dem postmenopausal Frauen 3 Mg Bor ein Tag genommen haben. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass ergänzendes Bor Ausscheidung von Kalzium um 44 % reduziert hat, und Oestrogen und Vitamin D aktiviert hat, eine mögliche Rolle in der Unterdrückung von osteoporosis andeutend. Jedoch, ob diese Effekten herkömmlich Ernährungs-, oder medizinisch waren, konnte nicht bestimmt werden. Die amerikanischen Nationalen Institute für die Gesundheit stellen fest, dass "Sich die tägliche Gesamtbor-Aufnahme in normalen menschlichen Diäten von 2.1-4.3-Mg-Bor/Tag erstreckt."

Analytische Quantifizierung

Für den Entschluss vom Bor-Inhalt im Essen oder den Materialien wird der colorimetric curcumin Methode verwendet. Bor muss Borsäure oder borates und auf der Reaktion mit curcumin in der acidic Lösung übertragen werden, ein roter Komplex des Bors-chelate, rosocyanine, wird gebildet.

Bor-Arzneimittel und biologicals

Borsäure hat antiseptische, Antipilz- und Antivireneigenschaften, und dafür urteilt vernünftig wird als ein Wasser clarifier in der Schwimmbad-Wasserbehandlung angewandt. Milde Lösungen von Borsäure sind als Augenantiseptiken verwendet worden.

Mehrere Potenzial boronated Arzneimittel mit Bor 10, sind zum Gebrauch im Bor-Neutron gewinnt Therapie (BNCT) bereit gewesen.

Etwas Bor setzt Show-Versprechung in behandelnder Arthritis zusammen, obwohl niemand bis jetzt allgemein zum Zweck genehmigt worden ist.

Bor wird als ein Zwischenglied in der pharmazeutischen Synthese verwendet, aber es ist als ein aktives Element in seinem zuerst genehmigten organischen pharamaceutical in bortezomib erschienen, eine neue Klasse des Rauschgifts hat proteasome Hemmstoffe genannt, die in myeloma und einer Form von lymphoma aktiv sind. Das Bor-Atom in bortezomib bindet die katalytische Seite der 26 proteasome mit der hohen Sympathie und Genauigkeit.

Gesundheitsprobleme

Elementares Bor, Bor-Oxyd, Borsäure, borates, und viele Organoboron-Zusammensetzungen sind für Menschen und Tiere (ungefähr ähnlich Tabellensalz) nichttoxisch. Der LD (Dosis, an der es 50-%-Sterblichkeit gibt) für Tiere ist ungefähr 6 g pro Kg des Körpergewichts. Substanzen mit LD über 2 g werden nichttoxisch betrachtet. Die minimale tödliche Dosis für Menschen ist nicht gegründet worden. Eine Aufnahme von 4 g/day von Borsäure wurde ohne Ereignisse, aber mehr berichtet, als das toxisch für mehr betrachtet wird als einige Dosen. Aufnahmen von mehr als 0.5 Grammen pro Tag seit 50 Tagen verursachen geringe verdauungsfördernde und andere die Giftigkeit andeutende Probleme. Einzelne medizinische Dosen von 20 g von Borsäure für die Neutronfestnahme-Therapie sind ohne übermäßige Giftigkeit verwendet worden. Fische haben seit 30 Minuten in einer durchtränkten sauren Borlösung überlebt und können länger in starken Borax-Lösungen überleben. Borsäure ist für Kerbtiere toxischer als zu Säugetieren, und wird als ein Insektizid alltäglich verwendet.

Die boranes (Bor-Wasserstoffzusammensetzungen) und ähnliche gasartige Zusammensetzungen sind ziemlich giftig. Wie gewöhnlich ist es nicht ein Element, das wirklich giftig ist, aber Giftigkeit hängt von Struktur ab.

Die boranes sind toxisch sowie hoch feuergefährlich und verlangen spezielle Sorge, wenn sie behandeln. Natrium borohydride präsentiert eine Brandgefahr wegen seiner abnehmenden Natur und der Befreiung von Wasserstoff auf dem Kontakt mit Säure. Bor-Halogenide sind zerfressend.

Angeborener endothelial Dystrophie-Typ 2, eine seltene Form der Hornhautdystrophie, wird mit Veränderungen im SLC4A11 Gen verbunden, das eine Transportvorrichtung verschlüsselt, die wie verlautet die intrazelluläre Konzentration von Bor regelt.

Siehe auch

• Allotropes von Bor
• Bor-Mangel
• Bor-Oxyd
• Bor-Nitrid
• Bor-Neutron gewinnt Therapie
• Säure von Boronic
• Hydroboration-Oxydationsreaktion
• Kopplung von Suzuki

Links

• Bor
• WebElements.com - Bor
• Nationaler Schadstoff-Warenbestand - Bor und Zusammensetzungen