عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
5B

بورون

بورون عنصر كيميائي عدده الذري 5 ورمزه B. يقع في الدورة 2، المجموعة 13 ضمن القطاع p. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [He] 2s2 2p1.

العدد الذري5
الكتلة الذرية القياسية[10.806, 10.821]
المجموعة13
الدورة2
القطاعp
التوزيع الإلكتروني[He] 2s2 2p1
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

التوزيع الإلكتروني لـبورون هو [He] 2s2 2p1. يحدد توزيع الإلكترونات في الأغلفة وتحت المستويات الخارجية كيفية تكوين الذرة للروابط وحالات الأكسدة الأكثر احتمالاً.

لفهم التفاعلية يجب قراءة التوزيع الإلكتروني مع موقع العنصر في الجدول الدوري. فهما يوضحان إلكترونات التكافؤ والحجب الإلكتروني وحجم الذرة وميلها إلى فقد الإلكترونات أو اكتسابها أو مشاركتها.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن بورون أنواعاً مختلفة من المواد بحسب بنيته الإلكترونية وبيئته الكيميائية. قد تكون الأكاسيد والهاليدات والهيدريدات والسبائك أو المركبات التساهمية مهمة، وتحدد حالة الأكسدة البنية ونوع الروابط والتفاعلية.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 2.34g/cm³. نقطة الانصهار هي 2 349 K (2 076 °C). نقطة الغليان هي 4 200 K (3 927 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد بورون وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر بورون في تطبيقات مرتبطة بـزجاج البوروسيليكات، ألياف زجاجية وتغذية النبات. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

زجاج البوروسيليكات

يقاوم الزجاج المحتوي على بورون الصدمات الحرارية لأن تركيبه يقلل التمدد عند تغير درجة الحرارة.

ألياف زجاجية

يُستخدم بورون في تركيبات الزجاج أو الألياف لضبط الخواص الحرارية والميكانيكية والكيميائية.

تغذية النبات

يحتاج النبات إلى بورون للنمو، ويمكن توفيره في صورة مركبات قابلة للامتصاص.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع بورون في الدورة 2 والمجموعة 13. العناصر المجاورة المعروضة هي: كربون؛ ألومنيوم؛ سيليكون. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفشبه فلز
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 3
الكثافة2.34g/cm³
نقطة الانصهار2 365 K (2 092 °C)
نقطة الغليان4 200 K (3 927 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ2.04
طاقة التأين الأولى800.6 kJ/mol
الألفة الإلكترونية26.99 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف بورون بأعمال جوزيف لويس غي-لوساك. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

تُعطى الكتلة الذرية القياسية لـبورون على شكل المجال [10.806, 10.821]. يمكن أن تختلف نسب النظائر بين العينات الطبيعية، لذلك قد يخفي رقم عشري واحد اختلافاً حقيقياً بين المواد.

لـبورون نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر بورون على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.