Periyodik tabloda 2. periyot 3A  grubunda yer alır ve atom numarası 5’tir.

Bor bir yarı metaldir. Gerek güneş Sistemi’nde gerek Dünya’nın kabuğunda düşük miktarda bulunur. Ancak doğada rastlanan bileşiklerinin (borat minerallerinin) suda çözünürlüğü nedeniyle belli yerlerde yüksek yoğunlukta bulunabilir.

Adı, Fransızca bore “borakstan elde edilen ametalik element” sözcüğünden alıntıdır. Fransızca sözcük Yeni Latince aynı anlama gelen boracium sözcüğünden alıntıdır. (İlk kullanımı: 1812 Sir Humphrey Davy, İng. kimyacı .) Bu sözcük Geç Latince borax sözcüğünden türetilmiştir.

Özellikleri

Elementel (saf halde) bor doğada bulunmaz ve endüstride yüksek saflıkta bor zorlukla elde edilebilir çünkü bor, karbon ve başka elementlerle bileşikler oluşturur. Borun çeşitli allotropları vardır: amorf bor koyu kahverengi bir tozdur; kristal bor ise siyah, son derece sert (Mohs sertlik skalasında yaklaşık 9,5) ve oda sıcaklığında düşük iletkendir. Elementel bor, yarı iletken endüstrisinde bir dopant olarak kullanılır. Yüksek saflıkta elementel bor süperiletken MgB2 teknolojisinin en önemli bileşenidir. Dünya’da en çok bor cevheri Türkiye’de bulunur. Dünyada 4 önemli elementel bor üreticisi vardır: Höganas AB (Almanya), S.B. Boron (A.B.D), Thronox (A.B.D) ve Pavezyum Kimya (Türkiye).

Boratlar memelilere düşük düzeyde toksiktir (sofra tuzu kadar) ama eklem bacaklılarda çok daha etkilidirler. Bitkilerde az miktarda bor hücre duvarının sertleşmesi için gereklidir, bu yüzden toprakta borun varlığı bitki büyümesi için gereklidir. Deneylerde borun hayvanlarda da eser seviyede dahi olsa gerekli bir element olduğu bulunmuştur, ama hayvan fizyolojisindeki rolü bilinmemektedir.

Kimyasal yapısı

Toz haline getirilmiş boraks minerali.

Bor elementi boş bir p orbitaline sahip olduğu için elektronca fakirdir. Bu nedenle genelde lewis asidi olarak davranır, başka bir deyişle elektron zengini bileşiklerle kolayca bağlanarak elektron ihtiyacını giderir. Ayrıca bor, metal olmayan elementler arasında en düşük elektronegativiteye sahip olduğundan reaksiyonlarda genelde elektronlarını kaybeder, başka bir deyişle yükseltgenir.

Borun temel cevherleri; kernit (Na2B4O7.4H2O), boraks (Na2B4O7.10H2O), kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) ve uleksit (NaCaB5O9.8H2O) gibi boratlardır. Elmastan sonra en sert madde olan ametal bor gri-siyah kristalin veya amorf mikrokristalin, yeşilimsi sarı renkli bir yapıdadır.

Bor bileşiklerinin kullanımının yayılması ve borun element olarak erken tanımlanmış olmasına karşın, bor kimyası çalışmaları kısıtlı bir alanda sürdürülmüştür. Bunun nedenleri, bor bileşiklerinin hidroliz ve veya oksidasyona yönelik sabit olmayan özellikleri ve malzemelerin birçoğunun kullanımındaki yapısal zorluklardı. Ancak Stock, ünlü deneysel vakum tekniğini geliştirince bor kimyasının araştırılmasında yeni bir kapı aralandı.

3A grubu elementlerinden sadece bor ametaldir,  diğer elementlerden çok daha küçük bir atomdur. Bu durum, ametal bor ve metal özellikteki diğer grup elemanları arasında belirli farklılıklara neden olur.

Kullanım alanları

Bor ve bileşikleri sanayide çok çeşitli kullanım alanlarına sahiptir. Türkiye’nin büyük ölçüde ham veya yarı işlenmiş olarak ihraç ettiği ve ülke içerisinde sabun, deterjan, cam sanayilerinde kullandığı bor, ABD’de uzay mekiklerinden savaş uçaklarına kadar ileri teknoloji isteyen pek çok alanta kullanılmaktadır.

Bor ve bileşikleri cam, porselan ve saramik eşya sanayiinde, yanmaz eşya yapımında (itfaiye giysileri, elektrik kabloları, fren balataları, atom reaktörleri gibi), cam yünü, tekstil kimyasalları, deri giysileri, fotoğraf kimyasalları, mobilya ve ahşap eşyayı koruyan sıvılar, yapay gübre katkı maddesi, kağıt ürünleri, yapıştırıcılar, böcek öldürücüler, krem, pudra ve deodorant gibi kozmetikler, diş macunu, merhem, deri ve göz hastalıkları antiseptikleri gibi ilaçların üretiminde kullanılmaktadır.

Dünya bor üretim ve tüketimi 1970 yılından bu yana iki katından fazla artmıştır. Dünya borat tüketiminin %43’ü fiberglas ve cam sektöründe, %19’u deterjan sektöründe, %11’i seramik sektöründe gerçekleştirilmektedir. Türkiye’de ise bor tüketimi çok düşük seviyede olup, dünya tüketiminin %1-2’si civarındadır. 2000 yılı itibariyle Türkiye’de Bor’un %27’si demir-çelik, %12’si cam ve cam elyafı, %38’i seramik ve firit, %12’si deterjan, %5’i kimya ve %6’sı diğer sektörlerde tüketilmiştir. Bor madeninin en büyük kullanıcıları Batı Avrupa ve Kuzey Amerika’dır. Bu iki bölge dünya tüketimin yaklaşık %72’sini oluşturmaktadır. Güney Amerika %12’sini, Asya/Pasifik ülkeleri %10’nu, Doğu Avrupa ise kalan miktarın büyük kısmını tüketmektedir”.

Uzay Sanayii

Bor’un diğer elementler ile kolayca bileşikler oluturabilmesi, çeşitli özellikteki maddelerin bordan elde edilebilmesi sğlamaktadır. Bor çelikten daha sağlam ve her türlü camdan daha saydam olması nedeniyle uzay mekklerine cam yapımında kullanılmaktadır. Uzay teknolojilerinde çelik yerine bor çubukların kullanılması gündeme gelektedir. Hafifliği, gerilmeye olan direnci ve kimyasal etklere dayanıklığı bebebiyle; plastiklerde sanayi elyafı üretiminde, lastik ve kâğıt üretiminde tarımda, nükleer enerji santrallerinde, roket yakıtlarında da bor kullanılmaktadır.

Araba yakıtı

ABD’li bir kimyager tarafından, sodyum bor hidrit maddesi ile suyun oluşturduğu hidrojenin yakıt pillerine ulaşması ve açığa çıkan enerjinin mekanik enerjiye dönüşmesi ile hareket eden araç geliştirilmiştir. Sodyum bor hidritle çalışan otomobiller, normal yakıtla çalışan otomobillerin yaptığı kilometrenin iki katına kadar çıkabilmektedir. Bu araçlar akaryakıtla çalışanlara göre daha güvenli olmakta, çevre kirliliği yaratmamaktadır. Yakıt kullanıldıktan sonra tekrar değerlendirilebilmektedir.

Süper iletken

Japon bilim adamları 2001 yılı Şubat ayında, magnezyum dibridin geleceğin süper iletkeni olabileceği keşfedilmiştir. Süper iletkenlik, sıcaklığın belli bir noktanın altına düşürülmesiyle (kritik sıcaklığın altına) her türlü elektriksel direncin kaybolması durumudur. Süper iletkenliğin genellikle -273 °C olan mutlak sıfır noktasına yakın sıcaklıkta gerçekleşmesi ve bu derece düşük bir sıcaklığı gerçekleştirmenin pahalı oluşu, 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.

Diz üstü bilgisayarlar, cep telefonları, avuç içi bilgisayarları ve diğer mobil iletişim araçlarında kullanılan akım levhalarının vazgeçilmez hammaddelerinden biri bordur.

Savaş Sanayii

Piyade tüfeği, tabanca, top, tank üretiminde, zırhlı personel taşıyıcıların zırhlarını güçlendirici seramik plakalarda da bor kullanılmaktadır. Borla güçlendirilmiş cam malzemelerin iletken olmayan ve düşük dielektrik özelliği onları radara karşı görünmez kıldığı için askeri teçhizat yapımında önemlidir. ABD ordusu tarafından kullanılan gizli teknoloji ürünü Stealth Fighter (hayalet uçaklar) ve donanımlarının imalinde de bor ve rafine bor ürünlerinin kullanıldığı düşünülmektedir.

Kanser tedavisi

BTNC (Boron Neutron Capture Therapy) kanser tedavisinde kullanılmaktadır. Özellikle beyin kanserinin tedavisinde hasta hücrelerin seçilerek imha edilmesine yaraması ve sağlıklı hücrelere zararının minimum düzeyde olması nedeniyle tercih nedeni olabilmektedir.

Tarım

“Tarımda bor mineralleri “bitki örtüsünün gelişmesini artırmak veya önlemek maksadıyla biyolojik gelişim ve kontrol kimyasallarında kullanılmaktadır. Bor, değişken ölçülerde, 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 sayılmaktadır. Bu gibi hallerde susuz boraks ve boraks pentahidrattan mamul bir gübre kullanılmaktadır. Ayrıca suda eriyebilen sodyum pentaborat veya disodyum ektaborattan mahsulün üzerine püskürtülmek suretiyle faydalanılmaktadır. Bor, sodyum klorat ve bromosol gibi bileşiklerle birlikte yabani otların yok edilmesi veya toprağın sterilleştirilmesi gereken durumlarda da kullanılmaktadır.”

Atom reaktörleri

“Atom reaktörlerinde borlu çelikler, bor karbürler ve tita-bor alaşımları kullanılır. Paslanmaz borlu çelik nötron absorbanı olarak tercih edilmektedir. Atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm ile kapatılmasında (B10) bor kullanılır. Ayrıca, nükleer atıkların depolanması için kolemanit kullanılmaktadır.

Termal depolama pillerindeki, sodyum sülfat ve su ile yaklaşık % 3 ağırlıktaki boraks dekahidratın kimyasal karışımı gündüz güneş enerjisini depolayıp gece ısınma amacıyla kullanılabilmektedir. Ayrıca, binalarda tavan malzemesine konulduğu taktirde güneş ışınlarını emerek, evlerin ısınmasını sağlayabilmektedir. Ayrıca, bor, demir ve nadir toprak elementleri kombinasyonu (METGLAS) % 70 enerji tasarrufu sağlamaktadır. Bu güçlü manyetik ürün; bilgisayar disk sürücüleri, otomobillerde direk akım-motorları ve ev eşyaları ile portatif güç aletlerinde kullanılmaktadır. Sodyum borohidrat, atık sulardaki civa, kurşun, gümüş gibi ağır metallerin sulardan temizlenmesi amacıyla kullanılmaktadır.”

Diğer

Borun önemli bir hammadde olarak kullanıldığı ürün sayısının yüzlerce olduğu tahmin edilmektedir. Sadece ABD patent ofisinde tescilli 600’ün üzerinde borlu yakıt patenti olduğu bildirilmektedir. Birçok üründe bor, alternatifi olmayan bir girdidir. Araştırmalar sürdürüldükçe bor ürünlerine hızla yenileri eklenmektedir. Hemen hemen tüm sanayi sektörlerinde girdi olarak kullanılması nedeniyle bora “sanayiinin tuzu” da denilmektedir.