البورون Boron
العنصر الخامس في ترتيب الجدول الدوري للعناصر
* البورون هو عنصر كيميائي , رمزه الكيميائي B , وعدده الذرّي 5 حيث يمتلك 5 بروتون في نواته . وكتلة الذرية 10.811 غ / مول , وكثافته 2.34 غ / سم 3 . يقع البورون ضمن عناصر الدورة الثانية وعلى رأس المجموعة الثالثة ، التي تسمّى باسمه : مجموعة البورون , لا يوجد بشكل حرّ في الطبيعة , وغالباً ما يوجد متّحداً مع الأكسجين على شكل فلزات مثل البورق ( البوراكس , أو بورات الصوديوم ) .
* تستخدم مركّبات البورون كمواد مضافة في صناعة الألياف الزجاجيّة المستخدمة في مجال العزل ومواد البناء ، وفي تركيب زجاج البورو سيليكات , وصناعة الخزف ( سيراميك البورون ) ، والأسمدة حيث إنّ وجود عنصر البورون في التربة ضروري بالنسبة للنباتات ، كما يدخل في تركيب المنظّفات والمبيّضات .
* إنّ تسمية بورون مشتقة من العربية بورق , وسمّي بالبورون على وزن كربون ، وذلك لتشابههما في بعض الخواص .
* عرفت مركّبات البورون منذ القدم ، ففي مصر القديمة استخدم ملح النطرون من أجل تحنيط المومياءات ، والذي كان يحوي على مركبات عديدة منها البورات . وصف جورجيوس أغريكولا في القرن السادس عشر استعمال البورق كصهارة في علم الفلزات . في سنة 1777 عرف حمض البوريك في الينابيع الساخنة قرب فلورنسا وكان يستعمل للأغراض الطبّيّة .
* عزل البورون كعنصر لأوّل مرّة سنة 1808 من قبل لوي جوزيف جي لوساك , ولوي جاك تينار وذلك بإجراء عمليّة اختزال لمركب ثلاثي أكسيد البورون باستخدام البوتاسيوم .
* في سنة 1824 تمكّن بيرسيليوس من تحضير البورون ، وذلك عن طريق اختزال ملح رباعي فلورو بورات البوتاسيوم باستخدام البوتاسيوم . وفي عام 1909 تمكّن فاينتراوب من الحصول على البورون بشكل نقي ، وذلك باختزال ثلاثي أكسيد البورون بالهيدروجين في قوس التفريغ .
* إنّ مصادر البورون المهمّة اقتصادياً هي فلزاته : البورق والكيرنيت والأوليكسيت والكوليمانيت والبوراسيت . تقدّر الاحتياطات العالمية من معادن البورون بأنّها تفوق مليار طن ، وأنّ الإنتاج العالمي من البورون يقدّر بحوالي أربع ملايين طن سنوياً .
* تعدّ تركيا والولايات المتحدة الأمريكية أكبر الدول المنتجة للبورون في العالم . حيث توجد في محافظات أسكي شهر وكوتاهيا وبالق أسير غربيّ تركيا , أكبر احتياطي عالمي من ترسّبات البورق . تغطّي تركيا حوالي نصف الطلب العالمي من البورون وذلك من خلال شركة إيتي للتعدين Eti Maden İşletmeleri، وهي شركة مناجم حكومية .
تليها مجموعة ريو تينتو في الولايات المتحدة الأمريكية التي تنتج حوالي ربع الإنتاج العالمي من البورون، وذلك من منجم ريو تينتو للبورق في صحراء موهافي في ولاية كالفورنيا .
* يحضّر البورون من اختزال ثلاثي أكسيد البورون بواسطة معدن المغنسيوم أو الألومنيوم . كما يمكن أن يحضّر من التحليل الكهربائي لمزيج من أكسيد البورون مع أكسيد وفلوريد المغنسيوم .
* للبورون نظيران مستقرّان، 10B و 11B . أكثرهما وفرةً طبيعيّة هو 11B ، الذي يشكّل 80.1 %، في حين أنّ 10B يشكّل 19.9 % . يعدّ النظير 10B الذي يخصب بطريقة التقطير التجزيئي تحت الفراغ لناتج إضافة ثنائي ميثيل الإيثر إلى ثلاثي فلوريد البورون ( DME-BF ) جيّداً في اصطياد النيوترونات الحراريّة وكواقي من الإشعاع وكوسيلة إطفاء سريع للمفاعل , وفي تركيب أشباه الموصلات الداخلة في تركيب الأجهزة الإلكترونيّة في المركبات الفضائيّة لاصطياد الأشعّة الكونيّة التي تولّد نيوترونات عندما تصطدم بمكوّنات المركبة الفضائيّة والتي تسبّب فقدان البيانات في المعالجات ومشاكل تقنيّة مشابهة .
* أهم خواصه الكيميائية :
1 – ينتمي البورون إلى فصيلة أشباه المعادن ، وهو يشبه السيليكون في خواصه الكيميائيّة .
2 – يخضع إلى تفاعل هلجنة ليعطي الهاليدات الموافقة .
3 – عند إذابة أكسيد البورون B2O3 في الماء ينتج حمض البوريك ، والذي تكون مركبات الإستر الخاصة به مثل ثلاثي ميثيل البورات متطايرة ، وتلوّن اللهب بلون أخضر قوي.
4 – من مركّبات البورون اللاعضويّة المهمّة مركّباته مع الهيدروجين على شكل بورانات ، والتي لها الصيغة العامّة BxHy. لا توجد هذه المركّبات في الطبيعة ، حيث أنّها تتأكسد فوراً بأكسجين الهواء ، وبعنف في بعض الأحيان .
5 – يشكّل البورون العديد من مركّبات البورون العضوية ، والتي لها أهمّيّة كبيرة في الاصطناع العضوي . تنتج العديد من هذه المركبات من تفاعل إضافة البورون الهيدروجينية وذلك من ركازات مثل ثنائي البوران .
* يعدّ البورون من العناصر المغذيّة الأساسيّة للنباتات ، حيث أنّ نقصه يؤدّي إلى حدوث مرض عوز البورون . بالمقابل إنّ ارتفاع تركيز البورون عن حدود معيّنة يؤدي إلى حدوث تسمّم بالبورون .
* يستخدم ثلاثي إيثيل البورون كمادة لإشعال الوقود الصاروخي .
* ولا ننسى ما لحمض البوريك من خواص مطهّرة ومضادّة للفطريّات ، لذلك يستخدم في أنظمة تنقية المياه في المسابح . كما تدخل المحاليل الممددة من حمض البوريك في قطرات العين وصناعة بعض الأدوية الصيدلانية كمادة معقمة .
* ولا ننسى أيضا مادة بيربورات الصوديوم التي تستخدم في المجالات وكمادة مبيضة في مستحضرات التجميل والصابون والأنسجة , والتي تحضر بتفاعل البوراكس مع بيروكسيد الصوديوم ، وبيروكسيد الهيدروجين , وذلك حسب المعادلة :
Na2B4O7 + Na2O2 + 3H2O2 → 4NaBO3 + 3H2O
المرجع : كتابي عن البورون في اللغة الإنكليزية .