Fakta O Boronu

{h1}

Historie, vlastnosti a použití prvku bór.

Bor je víceúčelový prvek. Je to rozhodující živina pro rostliny, důležitá součást v jaderném průmyslu a hlavní složka bizarní tekutiny zvané oobleck.

Posazený vedle uhlíku v periodické tabulce prvků, bór je metaloid, látka s kovovými i nekovovými vlastnostmi. Je to komplikovaný prvek, jak profesor Stony Brook University Artem Oganov řekl New York Times v roce 2009.

„Bór je skutečně schizofrenní prvek,“ řekl Oganov. „Je to prvek naprosté frustrace. Neví, co chce dělat. Výsledek je něco strašně komplikovaného.“

Sloučeniny boru, zejména bóraxu, byly podle Chemicoolu používány lidmi po tisíce let. Borax (tetraboritan sodný) se přirozeně tvoří během odpařování některých solných jezer, podle AZoM, online referenčního webu pro inženýrskou a materiálovou vědeckou komunitu. V osmém století A.D. byl borax vyvezen z tibetských jezer na Silk Road k použití arabskými zlatníky a stříbrníky; to bylo také používáno dělat keramické glazury v Číně.

Tato časná použití echo v borax je (a nakonec, boron je) jméno: Slovo je od arabštiny “buraq” nebo bílý. Podle Královské společnosti chemie však prvek nebyl extrahován až do roku 1808. Ani tehdy chemici nedokázali získat čistou formu boru. Tohoto cíle nebylo dosaženo až o století později, v roce 1909, kdy americký chemik Ezekiel Weintraub izoloval 99 procent čistého boru.

Jen fakta

Podle Jeffersona Labe jsou vlastnosti boru:

  • Atomové číslo (počet protonů v jádru): 5
  • Atomový symbol (v periodické tabulce prvků): B
  • Atomová hmotnost (průměrná hmotnost atomu): 10,81
  • Hustota: 2,37 gramů na krychlový centimetr
  • Fáze při pokojové teplotě: Půda
  • Bod tání: 3 767 stupňů Fahrenheita (2 075 stupňů Celsia)
  • Bod varu: 7,232° F (4 000° C)
  • Počet izotopů (atomů stejného prvku s různým počtem neutronů): 6
  • Nejběžnější izotopy: B-10 (přirozená hojnost 19,9%) a B-11 (přirozená hojnost 80,1%)

Boron

Boron

Kredit: general-fmv, Andrei Marincas Shutterstock

Ooky oobleck

Jako součást boraxu je bór velmi častým prvkem domácnosti, který se vyskytuje v mnoha detergentech. (Pro tip: Roztok borax-cukr také zabije mravence!) Je to také v receptu na vědecky spravedlivý goop oobleck, kapalina s některými velmi podivnými vlastnostmi. Směs roztoku bóraxu a tekutého lepidla vytváří látku, která je tekutá, když je nalita, ale pevná, když je pod tlakem. Oobleck je nenewtonská tekutina, což znamená, že její viskozita závisí na smykové síle, která na ni působí. Lepidlo a oobleck se spojí a vytvoří dlouhé, tenké polymerní molekuly. „Kohoutek“ nebo silný tlak přinutí molekuly v tekutině k sobě a vytvoří pevnou látku. Pomalý pohyb, jako je odlévání nebo jemný strk, umožňuje molekulám protékat proti sobě, takže se oobleck chová jako tekutina. Stejný koncept je to, co dělá Silly Putty schopnou téct i odrazit. (Oobleck může být také vyroben se směsí kukuřičného škrobu a vody.)

Ale bór není zábava a hry. Izotop boron-10 se stane vynikajícím v absorbování neutronů. To je velmi užitečné pro jaderné štěpení, které je poháněno tím, že čistí neutrony, které ničí atomy uranu od sebe. Klíčem k tomuto procesu je vyvážení, takže každá štěpná událost spustí pouze jednu štěpnou událost; v opačném případě se reakce zrychlí jako uběhlý vlak a reaktor je podle všeho nadkritický. Špatné zprávy všude kolem.

Pro udržení rovnováhy jaderných reakcí jsou reaktory vybaveny zařízeními nazývanými regulační tyče, často vyrobené z boru nebo jiných prvků, podle Americké regulační komise pro jadernou energii. Bór absorbuje přebytek neutronů a brání jim v zingování na příliš mnoho atomů uranu.

Kdo ví?

  • Boron mohl být klíčem k vývoji života na Zemi. Prvek stabilizuje ribózu, část RNA, samo-sestavující se molekulu, která mohla předcházet DNA. (Viry jsou v podstatě prameny RNA.) Studie z června 2014 zjistila, že bór je přítomen v nejstarších horninách na Zemi, které se datují 3,8 miliardy let. Tento výzkum dokazuje, že raná Země měla ingredience potřebné k vybudování RNA.
  • Nebo možná ta první RNA dostala svůj bór z vesmíru. Studie z roku 2013 zjistila, že marťanský meteorit, který přistál v Antarktidě, obsahoval 10krát bór jakéhokoli mimozemského objektu, který byl předtím změřen.
  • Podle Chemicoolu je bór ve své krystalické formě druhým nejtvrdším prvkem za uhlíkem (ve své diamantové formě).
  • Na rozdíl od mnoha prvků, které se tvoří ve fúzních reakcích uvnitř hvězd, se bór vytvořil po Velkém třesku procesem zvaným kosmický paprsek. Během tohoto procesu srážející se kosmické paprsky rozdělují jádra atomů a způsobují štěpení.

Aktuální výzkum

Boron nemá mnoho popkulturních oplatek, ale o tomto překvapivě zajímavém prvku má věda hodně co říci. Například rostlinní biologové dlouho věděli, že bez boru rostliny nerostou. Prvek je základní živinou.

Ale proč? Nikdo nevěděl až do srpna 2014, kdy vědci na Missourské univerzitě odpověděli. Zjistili, že bór je pro kmenové buňky rostlin zásadní. Části rostliny nazývané meristemy jsou vyrobeny z kmenových buněk, které samy o sobě jsou schopné vést ke vzniku všech různých buněk, které tvoří rostlinu. Bez boru tyto meristémy chřadnou, vědci hlásili v časopise Plant Cell. Ve východních Spojených státech musí zemědělci doplnit svou půdu bórem, aby zvýšili úrodu.

Boron může být požehnáním i pro tech. V červenci 2014 vědci objevili první „buckyball“ bóru, cogelikovou strukturu podobnou uhlíkovým buckballům ve tvaru fotbalového míče, které se často používají v nanotechnologiích. Uhlíkové nanostruktury (známé jako fullereny) byly poprvé objeveny v 80. letech a vyvolaly vlnu výzkumu v honbě za dalšími zajímavými atomovými uskupeními.

„Pokud se podíváte na hlavní prvky skupiny, není lepší začít, než bór,“ řekl Lai-Sheng Wang, chemik na Brown University, který objevil první buckyball borů. Atomy boru se navzájem silně spojují, řekl Wang WordsSideKick.com a prvek má velmi vysokou teplotu tání. Je to těžké.

Wang a jeho kolegové začali tím, že spojovali shluky atomů boru dohromady, aby viděli tvary, které se vytvoří, když se spojí, což je proces, který vyžadoval použití laserů k uvolnění elektronů z kupy. Rychlost vypuzování elektronu pak může být použita k určení toho, jak byla původně spojena v atomové skupině, což vědcům umožnilo zmapovat strukturu, kterou nazývají borosférou.

Když se k sobě váže 39 nebo méně atomů boru, vytvoří rovnou strukturu. Ale ve 40 letech se struktura stala sférickou „klecí“, uvedli vědci v časopise Nature Chemistry.

Wang a jeho tým také objevili, že některé z bórových plochých struktur mohou být velmi užitečné. Ve výzkumu zveřejněném v lednu 2014 v časopise Nature Communications vědci zjistili, že 36 atomů boru bude tvořit disk s perfektní šestiúhelníkovou dírou uprostřed - uspořádání, které teoreticky umožňuje vytvořit stabilní, tlustý jeden atom list boru. Pokud by takový list mohl být vytvořen, byl by to bórový ekvivalent grafenu, což je vrstva atomů tlustá atomem uhlíku. Graphene má pro techniku ​​velký slib, protože je to levný, silný a flexibilní dirigent.

Verze bóru - nebo „borofen“, jak tomu říká Wang a jeho kolegové - by mohla mít podobné aplikace jako elektrický a tepelný dirigent, ale vědci si zatím nejsou jisti. Nejprve si budou muset vyrobit skutečné borofenové listy a poté otestovat jejich vlastnosti.

„Někdy, když jdete do laboratoře a děláte tyto věci, příroda má svou vlastní cestu,“ řekl Wang.

Sledujte WordsSideKick.com @ živě věda, Facebook.

Dodatečné zdroje

  • Přečtěte si více o experimentech na Brownově univerzitě při výrobě grafenelikového materiálu pomocí boru.
  • Zjistěte více o boru v Royal Society of Chemistry.
  • Přečtěte si o historii, zdrojích a vlastnostech boru z Los Alamos National Laboratory.
Fakta O Boronu


Video Doplněk: Jak správně užívat vitamíny a minerály?.




Výzkum


Pravda O Dusitanech V Obědovém Masu
Pravda O Dusitanech V Obědovém Masu

Matematika Pro Skutečný Svět
Matematika Pro Skutečný Svět

Science News


Pět Nejzdravějších Plevelů Na Zahradě
Pět Nejzdravějších Plevelů Na Zahradě

Starověké „Mozkové Jídlo“ Pomohlo Lidem Získat Inteligentnost
Starověké „Mozkové Jídlo“ Pomohlo Lidem Získat Inteligentnost

66 Milionů Miliónů Let, Ptáci Podobní Dinosaurům Položili Modrozelená Vejce
66 Milionů Miliónů Let, Ptáci Podobní Dinosaurům Položili Modrozelená Vejce

Americká Armáda Dostane Vylepšenou Flotilu Vrtulníků Chinook
Americká Armáda Dostane Vylepšenou Flotilu Vrtulníků Chinook

Klimatická Města: Může Městská Amerika Zachránit Pařížskou Dohodu?
Klimatická Města: Může Městská Amerika Zachránit Pařížskou Dohodu?


CS.WordsSideKick.com
Všechna Práva Vyhrazena!
Reprodukce Jakéhokoliv Materiálu Povoleno Pouze Prostanovkoy Aktivní Odkaz Na Internetové Stránky CS.WordsSideKick.com

© 2005–2024 CS.WordsSideKick.com