„Bór” változatai közötti eltérés

A '''bór''' a [[periódusos rendszer]] [[kémiai elem]]einek egyike. Vegyjele '''B''', [[Rendszám (kémia)|rendszáma]] 5. Régies magyar elnevezése a '''bórany'''.<ref name=kfki>{{cite web| url = http://www.kfki.hu/chemonet/hun/teazo/gyujt/nyelv2.html| title = A magyar kémiai szaknyelv kialakulása| accessdate= 2010-12-03| author = Szőkefalvi-Nagy Zoltán| coauthors = Szabadváry Ferenc| year = 1972| work = A kémia története Magyarországon| publisher = Akadémiai Kiadó}}</ref> Mivel a csillagok [[nukleoszintézis]]e során nem, kizárólag a [[kozmikus sugárzás]] általi spalláció (=felhasadás) révén keletkezik,<ref>{{cite web| url = http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=17594|title = Q & A: Where does the element Boron come from?| work=physics.illinois.edu|accessdate = 2011-12-04}}</ref> a bór ritka elem a [[Naprendszer]]ben és a [[földkéreg]]ben egyaránt. A [[Föld]]ön a bór a természetben gyakrabban előforduló vegyületei, a borát ásványok vízoldhatósága révén koncentrálódik. Ezeket [[sókőzetek]] (evaporitok) formájában - mint például [[bórax]] és [[kernit]] - ipari méretekben bányásszák.

A bór elnevezése az [[Arab nyelv|arab]] ''{{unicode|بورق }}'' ''(buraq)'' vagy a [[perzsa nyelv|perzsa]]''{{unicode|بوره}}'' ''(burah)'' szóból származik,<ref>{{Cite book|title =The Origins of English Words: A Discursive Dictionary of Indo-European Roots|first = Joseph T.|last = Shipley|publisher = JHU Press|year = 2001|isbn = 978-0-8018-6784-2|url = http://books.google.com/?id=m1UKpE4YEkEC&pg=PA83}}</ref> amelyek a [[bórax]] ásvány nevei.<ref>{{cite web|url = http://web.archive.org/web/20090922221916/http://www.innvista.com/science/chemistry/elements/etymolo.htm|title = Etymology of Elements|publisher = Innvista|accessdate = 2009-06-06}}</ref>

A [[szén]]hez hasonlóan a bór is képes stabil, [[kovalens kötés]]es molekuláris hálózat kialakítására. Még a névleg rendezetlen ([[amorf]]) bór is tartalmaz rendezett [[ikozaéder]] cellákat<!-- jobb megfogalmazás kellene-->, ezek azonban véletlenszerűen kapcsolódnak egymáshoz, nagy kiterjedésű rendezettség nélkül.<ref>{{Cite journal| title = A neutron diffraction study of amorphous boron|author = Delaplane, R.G.|journal = Journal of Non-Crystalline Solids|volume = 104| year =1988| page = 249| doi = 10.1016/0022-3093(88)90395-X| last2 = Dahlborg| first2 = U| last3 = Graneli| first3 = B| last4 = Fischer| first4 = P| last5 = Lundstrom| first5 = T| issue = 2–3|bibcode = 1988JNCS..104..249D}}</ref><ref>{{Cite journal| title = A neutron diffraction study of amorphous boron using a pulsed source| author = R.G. Delaplane| journal = Journal of Non-Crystalline Solids|volume = 106| year =1988| page = 66| doi = 10.1016/0022-3093(88)90229-3| last2 = Dahlborg| first2 = U| last3 = Howells| first3 = W| last4 = Lundstrom| first4 = T|bibcode = 1988JNCS..106...66D}}</ref> A kristályos bór nagyon kemény, fekete anyag; amely magas, {{szám|2000|C}} feletti olvadásponttal rendelkezik. Négy fő polimorfja létezik: α, β, γ és T. Az α, β, és T fázisok a {{chem|B|12}} ikozaéderen alapulnak, a γ fázis pedig úgy írható le, mint a {{chem|B|2}} atompárok és a bór-ikozaéder [[kősó]]-típusú összekapcsolódása.<ref name=oganov>{{Cite journal| author = Oganov, A.R., Chen J., Gatti C., Ma Y.-M., Yu T., Liu Z., Glass C.W., Ma Y.-Z., Kurakevych O.O., Solozhenko V.L. |title = Ionic high-pressure form of elemental boron |doi = 10.1038/nature07736 |journal = Nature |volume = 457 |year = 2009 |pages = 863–867|url = http://mysbfiles.stonybrook.edu/~aoganov/files/Boron-Nature-2009.pdf| pmid = 19182772| issue = 7231|bibcode = 2009Natur.457..863O|arxiv = 0911.3192 }}</ref> A γ fázis előállítható más bór fázisok kompresszálásával ({{szám|12}}-{{szám|20|GPa}} nyomáson) és egyidejűleg {{szám|1500}}-{{szám|1800|C}}-ra hevítésével. A fázis a nyomás és a hőmérséklet lecsökkenése után is stabil marad. A T fázis hasonló nyomáson keletkezik, de magasabb hőmérséklet ({{szám|1800}}-{{szám|2200|C}}) szükséges. Az α és β fázis [[Szabványos nyomás és hőmérséklet|környezeti körülmények]] között egymás mellett létezhet, habár β fázis sokkal stabilabb.<ref name=oganov/><ref>{{Cite journal| title = Thermodynamic stability of boron: The role of defects and zero point motion|author = van Setten M.J., Uijttewaal M.A., de Wijs G.A., de Groot R.A.|journal = J. Am. Chem. Soc.|volume = 129|year = 2007|pages= 2458–2465| doi = 10.1021/ja0631246| pmid = 17295480| issue = 9}}</ref><ref name=widom>{{Cite journal| title = Symmetry-broken crystal structure of elemental boron at low temperature|author = Widom M., Mihalkovic M.|journal = Phys. Rev. B|volume = 77|year = 2008|page= 064113| doi = 10.1103/PhysRevB.77.064113| issue = 6|bibcode = 2008PhRvB..77f4113W|arxiv = 0712.0530 }}</ref> {{szám|160|GPa}} feletti nyomáson, egy ismeretlen szerkezetű fázis jön létre, amely {{szám|6}}–{{szám|12|K}} között [[szupravezetés|szupravezető]].<ref>{{Cite journal| author = Eremets, M. I.|title = Superconductivity in Boron| doi=10.1126/science.1062286 |journal = Science |volume = 293 |year = 2001 | pmid = 11452118| last2 = Struzhkin| first2 = VV| last3 = Mao| first3 = H| last4 = Hemley| first4 = RJ| issue = 5528|bibcode = 2001Sci...293..272E| pages = 272–4}}</ref>

A bór-nitridek figyelemre méltóan változatos struktúrákba rendeződhetnek. Képesek felvenni a [[szén]] [[allotrópia|allotrópjaival]] - a [[grafit]]tal, a [[gyémánt]]tal és a [[nanocsövek]]kel analóg molekulaszerkezeteket. A gyémántszerű tetraéderes szerkezet az úgynevezett köbös bór-nitrid (rövidítve ''CBN'',<!-- magyarul is jelölik így--> márkanevén ''Borazon''), melyben a szén atomok helyén bór- és nitrogénatomok váltakozva foglalnak helyet; de minden negyedik B-N kötés felfogható egy datív kovalens kötésnek, amelyben a nitrogén által adott két elektron lényegében [[Lewis-sav]]ként viselkedve kapcsolódik a [[Lewis-bázis]] bór(III)-központhoz. A köbös bór-nitrid - más felhasználások mellett - egyik legfontosabb alkalmazása az abrazív- illetve forgácsolószerszámok gyártása, mivel keménysége összemérhető a gyémántéval (a kettő karcolja egymást), de annál szívósabb és {{szám|1300|[[Kelvin|K]]}}-ig nem lép reakcióba az acélok vastartalmával.<ref name="glink">{{cite web |url=http://www.glink.hu/hallgatoi_segedletek/files/1f07937e2622861a23799b3ae06b6591.pdf |title=BÓR-NITRID |accessdate=2014-02-25 |author=Glink.hu}}</ref> A grafittal analóg BN vegyület, a hexagonális bór-nitrid (''h-BN''), amelyben a pozitív töltésű bór- és a negatív töltésű [[nitrogén]]atomok síkban fekszenek; a szomszédos síkokban az ellentétes töltésű atomok egymás alatt és felett találhatóak. Ennek következtében a [[grafit]] és a h-BN nagyon eltérő tulajdonságokkal bír, habár mindkettő szilárd kenőanyag. Síkbeli irányokban a h-BN viszonylag gyenge elektromos és hővezető.<ref name=dkg>{{cite journal| title = Hexagonal Boron Nitride (hBN) – Applications from Metallurgy to Cosmetics| url = http://www.esk.com/uploads/tx_userjspresseveroeff/PR_0712_CFI_12-2007_Hexagonales-BN_e_01.pdf| author =Engler, M. | journal = Cfi/Ber. DKG |volume = 84|year = 2007| page = D25| issn = 0173-9913}}</ref><ref name=b1>{{cite book| author = Greim, Jochen and Schwetz, Karl A. |title = Boron Carbide, Boron Nitride, and Metal Borides, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry |publisher = Wiley-VCH: Weinheim |year = 2005 |doi = 10.1002/14356007.a04_295.pub2}}</ref>

A bór számos stabil vegyületet alkot háromnál kisebb (névleges) oxidációs szám mellett, habár ezek a vegyületek nem találhatóak meg a természetben. Mint számos kovalens vegyületben, a formális oxidációs számnak kis jelentősége van a bór-hidridekben és a fém-boridokban. A halidok szintén képeznek B(I) és B(II) származékokat. A nitrogéngázzal ({{chem|N|2}}) izoelektronos bór-fluorid (BF), nem izolálható kondenzált formában, de a [[Dibór-tetrafluorid|{{chem|B|2|F|4}}]] és {{chem|B|4|Cl|4}} jól ismertek.<ref>{{cite book |last=Greenwood |first=Norman N. |coauthors=Earnshaw, Alan |year=1997 |title=Chemistry of the Elements |edition=2nd |page= |pages= |publisher=Butterworth-Heinemann |isbn=0080379419}}</ref>

Nagy neutronbefogási hatáskeresztmetszete miatt a bór-10-et gyakran használják neutronelnyelő anyagként az atomreaktorokban a maghasadás szabályozására.<ref>{{cite web|url = http://web.archive.org/web/20110719031833/http://bibliothek.fzk.de/zb/berichte/FZKA6746.pdf|title = Results of the B4C Control Rod Test QUENCH-07|work=Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft|year= 2004|author=Steinbrück, Martin }}</ref> Számos ipari dúsítási eljárást fejlesztettek ki, de csak a [[bór-trifluorid]] [[dimetil-éter]] adduktumának ({{chem|DME-BF|3}}) frakcionált vákuumdesztillációja és a borátok oszlopkromatográfiás elválasztását használják.<ref>{{cite web|url = http://library.igcar.gov.in/html/Contents/IGCNewsletter/nl48/A2.htm|archiveurl = http://web.archive.org/web/20081208114410/http://library.igcar.gov.in/html/Contents/IGCNewsletter/nl48/A2.htm|archivedate = 8 December 2008|title = Commissioning of Boron Enrichment Plant|publisher = Indira Gandhi Centre for Atomic Research|accessdate = 2008-09-21}}</ref><ref>{{cite journal|doi = 10.1080/01496398608056140|title = Chromatographic Enrichment of 10B by Using Weak-Base Anion-Exchange Resin|year = 1986|last1 = Aida|first1 = Masao|last2 = Fujii|first2 = Yasuhiko|last3 = Okamoto|first3 = Makoto|journal = Separation Science and Technology|volume = 21|issue = 6|pages = 643–654}} (dúsítás 18%-ról 94% fölé)</ref>

A bór-11 az egyik lehetséges jelölt a [[neutronmentes fúzió]]<!--az aneutronos fúzió nagyon idegen hangzású-->{{jegyzet|megj=Olyan fúzió, amelyben a [[neutron]]ok a teljes kibocsátott energia kevesebb, mint 1%-át hordozzák.|csoport=m}} üzemanyagának szerepére. {{szám|500|[[Elektronvolt|keV]]}} energiájú protonnal történő besugárzás hatására három [[alfa-részecske]] és {{szám|8.7|MeV}} energia szabadul fel. A legtöbb magfúziós reakció – beleértve a [[hidrogén]]t és [[hélium]]ot – erős neutronsugárzást hoz létre, ami gyengíti a reaktor szerkezeti anyagait, illetve hosszú távú radioaktivitást indukál, ezzel veszélyeztetve az üzemeltető személyzetet. Ezzel szemben a {{chem|11|B}} fúziójának alfa-részecskéi közvetlenül befoghatóak villamos energia termelésre, illetőleg a reaktor leállításával egyidőben minden sugárzás megszűnik.<ref>{{Cite journal|first = W. M.|last = Nevins|title = A Review of Confinement Requirements for Advanced Fuels|journal = Journal of Fusion Energy|volume = 17|issue = 1|year = 1998|doi = 10.1023/A:1022513215080|pages = 25–32|bibcode = 1998JFuE...17...25N }}</ref>

A bórszál (bór filamentum) nagy szilárdságú, könnyű anyag, amelyet elsősorban fejlett űrhajó-szerkezetekben alkalmazott [[kompozit anyagok]] egyik összetevőjeként, valamint korlátozott mennyiségben fogyasztási cikkekben és sporteszközökben (mint például [[golfütő]] és [[horgászbot]]) használnak fel.<ref>{{cite web|title = Selected Mechanical and Physical Properties of Boron Filaments|year = 1966|first = H. W.|last = Herring|publisher = NASA|accessdate = 2008-09-20| url = http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19660005941_1966005941.pdf}}</ref><ref>{{Cite journal|title = Fracture behaviour of boron filaments|first = G. K.|last = Layden| journal = Journal of Materials Science|volume = 8|issue = 11|year = 1973|pages = 1581–1589| doi = 10.1007/BF00754893|bibcode=1973JMatS...8.1581L}}</ref> A szálak előállíthatóak a bór [[volfrám]]szálra gőzölésével (kémiai gőzdepozíció - ''CVD'') állíthatóak elő.<ref name="USGS-YB-B-2008">{{cite web|publisher = United States Geological Survey|url = http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/boron/myb1-2006-boron.pdf |first = Dennis S.|last = Kostick|year = 2006|title = Mineral Yearbook: Boron|accessdate = 2008-09-20|format=PDF}}</ref><ref>{{Cite journal|title = Inorganic Fibers—A Literature Review|first = Theodore F.|last = Cooke|journal = Journal of the American Ceramic Society|volume = 74|issue = 12|pages = 2959–2978|doi = 10.1111/j.1151-2916.1991.tb04289.x|year = 1991}}</ref>

A bór egy hasznos adalékanyag többek közt a [[szilícium]], a [[germánium]], és a [[szilícium-karbid]] félvezetőkben. Mivel egyeleggyel kevesebb vegyértékelektronja van, mint a befogadó anyagnak, ezért [[elektronlyuk]]at, azaz p-típusú [[félvezető]]t eredményez. A hagyományosan módszer a bórt bejuttatására a magas hőmérsékleten végbemenő atomi diffúzió volt. Ebben az eljárásban szilárd {{chem|B|2|O|3}}-at, folyékony {{chem|BBr|3}}-at, vagy gáz-halmazállapotú bórt ({{chem|B|2|H|6}} vagy {{chem|BF|3}}) használtak fel. Azonban az 1970-es éveket követően, ezt felváltotta az [[ion-implementáció]], amely leginkább a {{chem|BF|3}}-on alapul.<ref>{{Cite book|pages = 51–54|title = Fundamentals of semiconductor manufacturing and process control|last = May|first = Gary S.|last2= Spanos|first2=Costas J.|publisher = John Wiley and Sons|year = 2006|isbn=0-471-78406-0}}</ref> A bór-triklorid gáz szintén fontos vegyület a félvezető iparban, azonban nem adalékolásra, hanem fémek és oxidjaik [[plazma-maratás]]ához használják.<ref>{{Cite book|pages = 39–60|title = Semiconductor industry: wafer fab exhaust management|first = J. Michael|last = Sherer|publisher = CRC Press|year = 2005|isbn = 1-57444-720-3}}</ref> A trietil-boránt gőzölő reaktorokba fecskendezik (injektálják), mint bórforrás. Ilyen eljárással készülnek például a bór-tartalmú kemény szénrétegek, a szilícium-nitrid - [[bór-nitrid]] filmek, illetve a [[gyémánt]]rétegek bóradalékolása.<ref>{{Cite book|page =44| title=Materials for information technology: devices, interconnects and packaging| author = Zschech, Ehrenfried; Whelan, Caroline and Mikolajick, Thomas | publisher =Birkhäuser| year = 2005| isbn = 1-85233-941-1}}</ref>

Az amorf bórt olvadáspont-csökkentőként használják fel a nikkel-króm ötvözetek keményforrasztásánál.<ref>{{Cite journal|title = Evaluation of transient liquid phase bonding between nickel-based superalloys|first = Xiaowei|last = Wu|journal = Journal of Materials Science|volume = 36|issue = 6|pages = 1539–1546|year = 2001|doi = 10.1023/A:1017513200502|last2 = Chandel|first2 = R. S.|last3 = Li|first3 = Hang|bibcode = 2001JMatS..36.1539W }}</ref>

A hexagonális bór-nitrid atomi vékonyságú rétegekből áll, amelyeket felhasználnak a [[grafén]] eszközök elektron mobilitásának feljavítására.<ref>{{Cite journal|first1 = C.R.|last1 = Dean|first2 = A.F.|last2 = Young|first3 = I.|last3 = Meric|first4 = C.|last4 = Lee|first5 = L.|last5 = Wang|first6 = S.|last6 = Sorgenfrei|first7 = K.|last7 = Watanabe|first8 = T.|last8 = Taniguchi|first9 = P.|last9 = Kim|first10 = K. L. |last10 = Shepard| first11 = J. |last11 = Hone| title=Boron nitride substrates for high-quality graphene electronics| year=2010| journal=Nature Nanotechnology |volume=5 |issue=10 |pages=722–726 |doi=10.1038/nnano.2010.172 |bibcode=2010NatNa...5..722D|pmid=20729834|arxiv=1005.4917}}</ref><ref>{{Cite journal|journal = Applied Physics Letters|volume = 98 |year = 2010|doi = 10.1063/1.3599708|title = Boron nitride substrates for high mobility chemical vapor deposited graphene|first = W.|last = Gannett|first2 = W.|last2 = Regan| first3 = K.| last3 = Watanabe|first4 = T.|last4 = Taniguchi|first5 = M. F.| last5 = Crommie|first6 = A.|last6 = Zettl|page = 242105|issue = 24|bibcode = 2011ApPhL..98x2105G|arxiv = 1105.4938 }}</ref> Emellett nanocsöves szerkezeteket (BNNT) is képez, amelyek egyéb kívánatos jellemzőik mellett nagy szilárdsággal, magas kémiai stabilitással, és a magas [[hővezetés|hővezető]] képességgel bírnak.<ref>{{Cite journal|journal = Physics Today|volume = 63 |year = 2010|doi = 10.1063/1.3518210|title = The physics of boron nitride nanotubes|first = Alex|last = Zettl|last2 = Cohen|first2 = Marvin|pages = 34–38|issue = 11|bibcode = 2010PhT....63k..34C}}</ref>

Az elemi bór, a bór-oxid, a [[bórsav]], a borátok, és számos szerves bórvegyület akut módon nem mérgező az emberre és az állatokra nézve (hozzávetőleg az asztali [[só]]ra hasonlít). A bór medián halálos dózisa ([[LD50|LD₅₀]]), vagyis az a dózis, amelynél 50% a mortalitás, az állatok esetében körülbelül {{szám|6|g}} bór per testsúly kilogramm. Azokat az anyagokat, amelyek LD₅₀ értéke meghaladja a {{szám|2|g}}-ot, nem tekintik mérgezőnek. Az emberre nézve halálos dózis minimumát még nem állapították meg. Napi {{szám|4|g}} bórsav beszedése a jelentések szerint nem jár mellékhatásokkal, de az ennél nagyobb mennyiség bevétele néhány alkalom után már mérgezőnek számít. Több, mint napi {{szám|0.5|g}} bór bevitele 50 napon keresztül, kisebb emésztési zavarokat és mérgezésre utaló problémákat okoz.<ref>{{cite journal|doi=10.1023/A:1004276311956|year=1997|last1=Nielsen|first1=Forrest H.|journal=Plant and Soil|volume=193|issue=2|page=199}}</ref> Egyetlen, {{szám|20|g}}-os orvosi adag bórsav bevétele a bór-neutronbefogásos rákterápia (BNCT) során használt módszer, amely nem jár indokolatlan toxicitással. A halak 30 percig élnek telített bórsav-oldatban, és ennél tovább is képesek életben maradni erős bórax-oldatokban.<ref>{{Cite book|page=385|url=http://books.google.com/?id=imMJJP5T5rsC&pg=PA385|title=Borates| author=Garrett, Donald E. |year=1998|publisher=Academic Press|isbn=0-12-276060-3}}</ref> A bórsav sokkal mérgezőbb a rovarok számára, mint az emlősökre nézve, ezért rutinszerűen használják rovarirtásra.<ref name="Klotz 1994 1534–1536"/>

A bór magas dózisa (17,5 mg bór/testsúlykilogram fölött) azonban patkány, egér és nyúl esetében egyértelműen károsítja az ivarszerveket (főleg a hímek esetében) és az embriókban károsodást és fejlődési rendellenességeket okoz. Emberek esetében hasonló hatást nem sikerült kimutatni, de az adatok hiányosak és főleg bóraxbányászok, valamint olyan lakosság vizsgálatán alapul, akik magas bórtartalmú ivóvizet fogyasztanak. Az embereket ért dózis nem éri el azt a szintet, ami kísérleti állatokban elváltozásokkal járt. Emiatt az Európai Unióban a bór reprodukciót károsító besorolást kapott és 1%-nál nagyobb bórtartalmú termékek mérgezőnek minősülnek és nem forgalmazhatóak a lakosság számára. A biztonságos dózis (NOAEL) 9,6 mg/testsúlykilogram/nap.<ref>[http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/consumer_safety/docs/sccs_o_027.pdf Opinion on Boron Compounds] ''Scientific Committee on Consumer Safety, European Commission''</ref>.