Fakten über Bor

Bor ist ein Mehrzweckelement. Es ist ein entscheidender Nährstoff für Pflanzen, ein wichtiger Bestandteil in der Nuklearindustrie und der Hauptbestandteil einer bizarren Flüssigkeit namens Oobleck.

Neben Kohlenstoff im Periodensystem der Elemente ist Bor ein Metalloid, eine Substanz mit metallischen und nichtmetallischen Eigenschaften. Es ist ein kompliziertes Element, wie der Professor der Stony Brook University, Artem Oganov, 2009 gegenüber der New York Times sagte.

„Bor ist ein wirklich schizophrenes Element“, sagte Oganov. „Es ist ein Element völliger Frustration., Es weiß nicht, was es tun will. Das Ergebnis ist etwas schrecklich Kompliziertes.“

Verbindungen von Bor, insbesondere Borax, werden laut Chemicool seit Tausenden von Jahren vom Menschen verwendet. Borax (Natriumtetraborat) bildet sich auf natürliche Weise während der Verdunstung einiger Salzseen, so AZoM, eine Online-Referenzseite für die Ingenieur-und Materialwissenschaft. Im achten Jahrhundert n. Chr. wurde Borax aus tibetischen Seebetten entlang der Seidenstraße für arabische Gold-und Silberschmiede exportiert; Es wurde auch verwendet, um Keramikglasuren in China herzustellen.,

Diese frühen Verwendungen spiegeln sich im Namen von Borax (und letztendlich Boron) wider: Das Wort stammt aus dem arabischen „buraq“ oder weiß. Das Element selbst wurde jedoch erst 1808 nach Angaben der Royal Society of Chemistry extrahiert. Schon damals konnten Chemiker keine reine Form von Bor bekommen. Dieses Ziel wurde erst ein Jahrhundert später, 1909, erreicht, als der US-Chemiker Ezekiel Weintraub 99 Prozent reines Bor isolierte.,

Nur die Fakten

Laut Jefferson Lab sind die Eigenschaften von Bor:

• Ordnungszahl( Anzahl der Protonen im Kern): 5
• Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente): B
• Atomgewicht( durchschnittliche Masse des Atoms): 10.81
• Dichte: 2.,37 gramm pro Kubikzentimeter
• Phase bei Raumtemperatur: Boden
• Schmelzpunkt: 3.767 Grad Fahrenheit (2.075 Grad Celsius)
• Siedepunkt: 7.232 Grad F (4.000 Grad C)
• Anzahl der Isotope (Atome desselben Elements mit einer anderen Anzahl von Neutronen): 6
• Die häufigsten Isotope: B-10 (natürliche Fülle 19,9 Prozent) und B-11 (natürliche Fülle 80.,1 Prozent)

Ooky oobleck

Als Teil borax, Bor ist ein sehr gemeinsamen Haushalt element, das in vielen Waschmitteln. (Pro-Tipp: Eine Borax-Zucker-Lösung tötet auch Ameisen!) Es ist auch im Rezept für den Science-Fair Goop Oobleck, eine Flüssigkeit mit einigen sehr seltsamen Eigenschaften. Eine Mischung aus Boraxlösung und flüssigem Leim erzeugt eine Substanz, die flüssig ist, wenn sie gegossen wird, aber fest, wenn sie unter Druck steht., Oobleck ist eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, was bedeutet, dass ihre Viskosität von der auf sie ausgeübten Scherkraft abhängt. Der Kleber und Oobleck verbinden sich zu langen, dünnen Polymermolekülen. Ein „Klopfen“ oder starker Druck zwingt die Moleküle in der Flüssigkeit zusammen und erzeugt einen Feststoff. Eine langsame Bewegung wie Gießen oder ein sanfter Stoß lässt die Moleküle gegeneinander fließen, wodurch sich der Oobleck wie eine Flüssigkeit verhält. Das gleiche Konzept macht den Kitt sowohl fließen als auch hüpfen. (Oobleck kann auch mit einer Mischung aus Maisstärke und Wasser hergestellt werden.)

Aber Bor ist nicht alles Spaß und Spiele., Das Isotop Bor-10 ist hervorragend in der Absorption von Neutronen. Dies ist äußerst praktisch für die Kernspaltung, die durch Verdunkelung von Neutronen angetrieben wird, die Uranatome auseinanderstoßen. Der Schlüssel zu diesem Prozess besteht darin, ihn so auszugleichen, dass jedes Spaltungsereignis nur noch ein Spaltungsereignis auslöst; Andernfalls beschleunigen sich die Reaktionen wie ein außer Kontrolle geratener Zug und der Reaktor soll überkritisch werden. Schlechte Nachrichten überall.

Um Kernreaktionen im Gleichgewicht zu halten, sind Reaktoren mit Geräten ausgestattet, die als Steuerstäbe bezeichnet werden und häufig aus Bor oder anderen Elementen bestehen., Nuclear Regulatory Commission. Bor absorbiert überschüssige Neutronen und verhindert, dass sie in zu viele Uranatome eindringen.

Wer wusste?

• Bor könnte der Schlüssel zur Evolution des Lebens auf der Erde gewesen sein. Das Element stabilisiert Ribose, einen Teil der RNA, das sich selbst zusammensetzende Molekül, das möglicherweise der DNA vorausgegangen ist. (Viren sind im wesentlichen roving RNA-Stränge.) Juni 2014 Studie fand heraus, dass Bor in der ältesten Gesteine auf der Erde, die zurück 3,8 Milliarden Jahren. Diese Forschung beweist,dass die frühe Erde die Zutaten hatte, um RNA zu bauen.,
• Oder vielleicht hat diese erste RNA ihr Bor aus dem Weltraum bekommen. Eine Studie aus dem Jahr 2013 ergab, dass ein Marsmeteorit, der in der Antarktis landete, das Zehnfache des Bors eines zuvor gemessenen außerirdischen Objekts enthielt.
• Bor ist in seiner kristallinen Form nach Chemicool das zweithärteste Element hinter Kohlenstoff (in seiner Diamantform).
• Im Gegensatz zu vielen Elementen, die sich in Fusionsreaktionen innerhalb von Sternen bilden, wird Bor nach dem Urknall durch einen Prozess namens kosmische Strahlenspallation gebildet. Während dieses Prozesses spalten kollidierende kosmische Strahlen die Atomkerne und verursachen Spaltung.,

Aktuelle Forschung

Bor hat nicht viel Popkultur-Cachet, aber die Wissenschaft hat viel zu sagen über dieses überraschend faszinierende Element. Zum Beispiel wissen Pflanzenbiologen seit langem, dass Pflanzen ohne Bor nicht wachsen. Das element ist ein essentieller Nährstoff.

Aber warum? Niemand wusste es bis August 2014, als Forscher der Universität von Missouri die Antwort herausfetteten. Bor, fanden sie, ist entscheidend für die Stammzellen von Pflanzen., Teile der Pflanze, die Meristeme genannt werden, bestehen aus Stammzellen, die selbst in der Lage sind, all die verschiedenen Zellen hervorzubringen, aus denen eine Pflanze besteht. Ohne Bor verwelken diese Meristeme, berichteten die Forscher in der Zeitschrift Plant Cell. In den östlichen Vereinigten Staaten müssen Landwirte ihren Boden mit Bor ergänzen, um die Ernteerträge zu steigern.

Bor kann auch ein Segen für die Technologie sein. Im Juli 2014 entdeckten die Forscher das erste Bor „Buckyball“, eine kägelartige Struktur, die den fußballförmigen Kohlenstoff-Buckyballs ähnelt, die häufig in der Nanotechnologie verwendet werden., Kohlenstoffnanostrukturen (Fullerene genannt) wurden erstmals in den 1980er Jahren entdeckt und lösten eine Welle der Forschung auf der Jagd nach anderen faszinierenden Atomclustern aus.

„Wenn man sich die Hauptgruppenelemente ansieht, gibt es keinen besseren Ort als Bor“, sagte Lai-Sheng Wang, ein Chemiker an der Brown University, der den ersten Bor-Buckyball entdeckte. Bor-Atome binden stark miteinander, Wang erzählte Live Science, und das Element hat einen sehr hohen Schmelzpunkt. Es ist hartes Zeug.,

Wang und seine Kollegen begannen damit, Cluster von Boratomen zusammenzusetzen, um die Formen zu sehen, die sie während ihrer Bindung bilden würden, ein Prozess, bei dem sie Laser verwenden mussten, um Elektronen aus dem Cluster zu entfernen. Die Ejektionsgeschwindigkeit des Elektrons kann dann verwendet werden, um zu bestimmen, wie es ursprünglich im Atomcluster gebunden war, so dass die Forscher die Struktur abbilden können, die sie ein Borospheren nennen.

Wenn 39 oder weniger Boratome miteinander verbunden sind, bilden sie eine flache Struktur., Aber mit 40 wird die Struktur zu einem kugelförmigen „Käfig“, berichteten die Forscher in der Zeitschrift Nature Chemistry.

Wang und sein Team haben auch entdeckt, dass einige der flachen Strukturen von Bor sehr nützlich sein könnten. In Forschungen, die im Januar 2014 in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, stellten die Wissenschaftler fest, dass 36 Bor — Atome eine Scheibe mit einem perfekten sechseckigen Loch in der Mitte bilden-eine Anordnung, die es theoretisch ermöglicht, eine stabile, ein Atom dicke Borplatte zu erzeugen., Wenn eine solche Platte erstellt werden kann, wäre dies das Bor-Äquivalent von Graphen, einem atomdicken Blatt aus Kohlenstoffmolekülen. Graphen hält viel Versprechen für Tech, weil es ein billiger, starker, flexibler Leiter ist.

Die Bor-Version — oder „Borophen“, wie Wang und seine Kollegen es nennen-könnte ähnliche Anwendungen als elektrischer und thermischer Leiter haben, aber die Forscher sind sich noch nicht sicher. Sie müssen zuerst echte Borophenplatten herstellen und dann ihre Eigenschaften testen.,

„Manchmal, wenn du ins Labor gehst und diese Dinge machst, hat die Natur ihren eigenen Weg“, sagte Wang.

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