Bor (B), periyodik sistemde 2. periyot 3A grubunda yer alan, 5 atom numarasına sahip bir yarı metal elementdir. Doğada genellikle saf halde değil, suda çözünebilen borat mineralleri şeklinde bulunur. Adını Fransızca “bore(borakstan elde edilen ametalik element)” sözcüğünden alır. Bor elementi doğada saf halde bulunmaz ve endüstride kullanım amacıyla yüksek saflıkta eldesi zorlukla elde edilir çünkü bor, karbon ve başka elementlerle bileşikler oluşturur.
Bor Elementinin Özellikleri
- Erime Noktası:2349 °K / 2076 °C
- Kaynama Noktası: 4200 °K / 3927 °C
Bor allatropları; amorf bor koyu kahverengi bir tozdur; kristal bor ise siyah, son derece sert (Mohs sertlik skalasında yaklaşık 9,5) ve oda sıcaklığında düşük iletkendir. Saf bor yarı iletken endüstrisinde bir katkı maddesi olarak kullanılır. Yüksek saflıktaki bor süperiletken MgB2 teknolojisinin en önemli bileşenidir.
Bor elementi boş bir p orbitaline(bakın; orbitaller) sahip olduğundan elektron bakımından fakirdir. Bu sebeple elektron zengini bileşiklere kolayca bağlanarak elektron ihtiyacını giderir. Metal olmayan elementler arasında en düşük elektronegativiteye sahip olduğundan reaksiyonlarda genelde elektronlarını kaybeder, başka bir deyişle yükseltgenir(bakın; yükseltgenme).
Bor cevherleri; kernit (Na2B4O7.4H2O), boraks (Na2B4O7.10H2O), kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) ve uleksit (NaCaB5O9.8H2O) gibi boratlardır. Elmastan sonra en sert madde olan ametal bor yeşilimsi-sarı renkli bir yapıdadır.
Bor Elementinin Kullanım alanları
Bor ve bor bileşikleri sanayide endüstride geniş alanda kullanılmaktadır. Türkiye büyük ölçüce ham veya yarı işlenmiş olarak ihraç ettiği boru ülke içerisinde sabun, deterjan, cam sanayilerinde kullanırken, ABD’de uzay mekiklerinden savaş uçaklarına kadar ileri teknoloji isteyen pek çok alanda kullanılmaktadır.
Uzay Sanayii
Bor elementi diğer elementler ile kolayda bileşikle oluşturabildiğinden çeşitli özellikteki maddelerin bordan elde edilebilir. Bor çelikten daha sağlam ve camdan daha saydam olmasından dolayı uzay mekiği camlarının yapımında kullanılmaktadır. Hafifliği, gerilmeye olan direnci ve kimyasal etkilere olan dayanıklılığıyla plastiklerde sanayi elyafı üretiminde, lastik ve kâğıt üretiminde, tarımda, nükleer enerji santrallerinde, roket yakıtlarında kullanımı yaygındır.
Süper iletken
2001 yılının Şubat ayında Japon bilim adamları magnezyum dibridin geleceğin süper iletkeni olabileceğini keşfetmiştir. Süper iletkenliğin genellikle olan mutlak sıfır noktasına (-273 °C) yakın sıcaklıkta gerçekleşmesi ve bu derece düşük bir sıcaklığa erişmenin çok pahalı oluşundan dolayı çok daha yüksek sıcaklığa sahip olan magnezyum diboridi ucuz ve verimli bir alternatif haline getirmektedir. Süper iletkenler, çok yüksek akım yoğunluklarını hiçbir enerji kaybına neden olmadan taşıyabildikleri için santrallerden şehirlere verimli enerji iletimi, güçlü mıknatıs isteyen uygulamalar (magnetik rezonans, maglev trenleri vs.), büyük miktarlarda enerjinin manyetik alan depolanması ya da mikro elektronikte istenmeyen ısının önlenmesi gibi bir çok uygulama alanına sahiptir.
Ayrıca diz üstü bilgisayarlar, cep telefonları ve diğer mobil iletişim araçlarında kullanılan akım levhalarının vazgeçilmez hammaddelerinden biridir.
Savaş Sanayii
Bor elementinden piyade tüfeği, tabanca, top, tank üretiminde, zırhlı personel taşıyıcıların zırhlarını güçlendirici seramik plakaların üretiminde de yararlanılmaktadır. Borla güçlendirilmiş cam malzemelerin iletken olmayan ve düşük dielektrik özelliği onları radara karşı görünmez kıldığı için askeri teçhizat yapımında kullanılır.
Kanser tedavisi
BTNC (Boron Neutron Capture Therapy)’nin özellikle beyin kanserinin tedavisinde hasta hücrelerin seçilerek imha edilmesine yaraması ve sağlıklı hücrelere zararının minimum düzeyde olması nedeniyle kanser tedavisinde kullanılır.
Tarım
Tarımsal alanda bor, bir bölgedeki bitki örtüsünün gelişimini sağlamak ya da önlemek amacıyla, biyolojik gelişim ve kontrol kimyasallarında kullanılır. Değişken oranlarda, birçok bitkinin temel besin maddesidir. Bor eksikliği görülen bitkiler arasında yumru köklü bitkiler (özellikle şeker pancarı), kaba yoncalar, alfaalfalar, meyve ağaçları, üzüm, zeytin, kahve, tütün ve pamuk sayılabilir.
Atom reaktörleri
Atom reaktörlerinde bor alaşımlı çelikler, bor karbürler ve titanyum-bor alaşımları kullanılmaktadır. Atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm ile kapatılmasında (B10) bor, nükleer atıkların depolanması için de kolemanit kullanılmaktadır.
Termal depolama pillerindeki, sodyum sülfat ve su ile yaklaşık % 3 ağırlıktaki boraks dekahidratın kimyasal karışımı gündüz güneş enerjisini depolayarak gece ısınma amacıyla kullanılabilir. Binalarda tavan malzemesine konulduğu taktirde güneş ışınlarını emerek, evlerin ısınmasını sağlayabilir. Ayrıca, bor, demir ve nadir toprak elementleri kombinasyonu (METGLAS) % 70 enerji tasarrufu sağlar. Bu güçlü manyetik ürün; bilgisayar disk sürücüleri, otomobillerde direk akım-motorları ve ev eşyaları ile portatif güç aletlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ayrıca bakın;
Kaynak ve dış bağlantılar;