Bor

Bor, ₅B

boron (β-rhombohedral)
Bor
Telaffuz	/ˈbɔːrɒn/ ​(BOR-on)
Allotropları	α-, β-rhombohedral, β-tetragonal (ve daha fazlası)
Görünüm	siyah kahverengi
Standart atom ağırlığı Ar, std(B)	[7001108059999999999♠10.806, 7001108210000000000♠10.821] Konvansiyonel: 7001108100000000000♠10.81
Periyodik tablodaki Bor
– ↑ B ↓ Al berilyum ← bor → karbon
Atom numarası (Z)	5
Grup	13. grup
Period	periyot 2
Blok	p-blok
Element kategorisi	Metalloid
Elektron konfigürasyonu	[He] 2s2 2p1
Kabuk başına elektron	2, 3
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	2349 K ​(2076 °C, ​3769 °F)
Kaynama noktası	4200 K ​(3927 °C, ​7101 °F)
Yoğunluk sıvı olduğunda ( m.p.)	2.08 g/cm3
Isı entalpisi	50.2 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	508 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	11.087 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 2348 2562 2822 3141 3545 4072
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−5, −1, 0, +1, +2, +3 (bir hafif asidik oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 2.04
İyonlaşma enerjisi	1.: 800.6 kJ/mol 2.: 2427.1 kJ/mol 3.: 3659.7 kJ/mol (daha fazlası)
Atom yarıçapı	deneysel: 90 pm
Kovalent yarıçapı	84±3 pm
Van der Waals yarıçapı	192 pm
bor spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​romboedrik
Sesin hızı kalay çubuk	16,200 m/s (20 °C)
Termal Genleşme	β form: 5–7 µm/(m·K) (25 °C)
Termal iletkenlik	27.4 W/(m·K)
Elektriksel direnç	~106 Ω·m (20 °C)
Manyetik sıralama	diyamanyetik
Manyetik alınganlık	−6.7·10−6 cm3/mol
Mohs sertliği	~9.5
CAS Numarası	7440-42-8
Tarihçe
Keşfeden	Joseph Louis Gay-Lussac ve Louis Jacques Thénard (30 June 1808)
İlk izolasyon	Humphry Davy (9 July 1808)
bor ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 10B 20% kararlı 11B 80% kararlı
10B content is 19.1–20.3% in natural samples, with the remainder being 11B.

Bor, sembolü B ve atom numarası 5 olan kimyasal bir elementtir. Tamamen kozmik ışın spallasyonu ve süpernovalarla üretilir, yıldız nükleosenteziyle değil, Güneş sisteminde ve Dünya'nın kabuğunda düşük miktarda bulunan bir elementtir. Bor, daha yaygın doğal olarak oluşan bileşiklerin, borat minerallerinin suda çözünürlüğü ile Dünya üzerinde yoğunlaşır. Bunlar endüstriyel olarak boraks ve kernit gibi evaporitler olarak çıkarılır. Bilinen en büyük bor yatakları, en büyük bor minerali üreticisi olan Türkiye'de bulunmaktadır.

Elemental bor, meteoroidlerde az miktarda bulunan bir metaloiddir, ancak kimyasal olarak birleştirilmemiş bor, aksi takdirde Dünya'da doğal olarak bulunmaz. Endüstriyel olarak, karbon veya diğer elementlerin refrakter kontaminasyonu nedeniyle çok saf bor zorlukla üretilir. Birkaç bor allotropu vardır: amorf bor kahverengi bir tozdur; kristal bor siyaha gümüş, son derece sert (Mohs ölçeğinde yaklaşık 9.5) ve oda sıcaklığında zayıf bir elektrik iletkeni. Elementel borun birincil kullanımı, bazı yüksek mukavemetli malzemelerde karbon fiberlere benzer uygulamaları olan bor filamentleridir.

Bor esas olarak kimyasal bileşiklerde kullanılır. Dünya genelinde tüketilen tüm borların yaklaşık yarısı, yalıtım ve yapısal malzemeler için fiberglasta bir katkı maddesidir. Bir sonraki önde gelen kullanım, yüksek mukavemetli, hafif yapısal ve refrakter malzemelerdeki polimerler ve seramiklerdir. Borosilikat cam, normal soda kireç camından daha fazla mukavemeti ve termal şok direnci için arzu edilir. Sodyum perborat olarak bor bir ağartıcı olarak kullanılır. Yarı iletkenlerde az miktarda bor ve organik ince kimyasalların sentezinde reaktif ara maddeler olarak kullanılır. Birkaç bor içeren organik farmasötik kullanılır veya çalışılmaktadır. Doğal bor iki stabil izotoptan oluşur, bunlardan biri (boron-10) nötron yakalama ajanı olarak birçok kullanıma sahiptir.

Biyolojide, boratlar memelilerde düşük toksisiteye sahiptir (sofra tuzuna benzer), ancak eklembacaklılar için daha toksiktir ve böcek öldürücü olarak kullanılır. Borik asit hafif antimikrobiyaldir ve bor içeren birçok doğal organik antibiyotik bilinmektedir. Bor önemli bir bitki besin maddesidir ve boraks ve borik asit gibi bor bileşikleri tarımda gübre olarak kullanılır, ancak fazla miktarda toksik olmakla birlikte, sadece küçük miktarlarda gereklidir. Bor bileşikleri, tüm bitkilerin hücre duvarlarında güçlendirici bir rol oynar. Borun insanlar da dahil olmak üzere memeliler için önemli bir besin öğesi olup olmadığı konusunda fikir birliği yoktur, ancak kemik sağlığını desteklediğine dair bazı kanıtlar vardır.

Tarihçe

Bor kelimesi, izole edildiği mineral olan borakstan, borun kimyasal olarak benzediği karbonla benzer şekilde üretildi.

O zamanlar tincal olarak bilinen mineral formu olan Borax, MS 300'den Çin'de kullanılmıştır ve Pers-Arap simyacı Jābir ibn Hayyān'ın görünüşe göre MS 700'de bahsettiğine göre Batı'ya ulaştı. Marco Polo, 13. yüzyılda sırları İtalya'ya geri getirdi. Agricola, 1600 civarında, metalurjide boraksın akı olarak kullanıldığını bildiriyor. 1777'de İtalya, Floransa yakınlarındaki kaplıcalarda (soffioni) borik asit tanındı ve esas olarak tıbbi kullanımlarla sal sedativum olarak tanındı. Nadir mineral, Sasso, İtalya'da bulunan sassolite olarak adlandırılır. Sasso, 1827'den 1872'ye kadar Amerikan kaynaklarının yerini aldığı Avrupa boraksının ana kaynağıydı. Bor bileşikleri, Francis Marion Smith'in Pasifik Kıyısı Boraks Şirketi'nin ilk kez popülerleşip düşük maliyetle düşük hacimde ürettiği 1800'lerin sonlarına kadar nispeten nadiren kullanıldı.

Bor, Humphry Davy ve Joseph Louis Gay-Lussac ve Louis Jacques Thénard tarafından izole edilene kadar bir unsur olarak tanınmadı. 1808'de Davy, bir borat çözeltisi yoluyla gönderilen elektrik akımının, elektrotlardan birinde kahverengi bir çökelti ürettiğini gözlemledi. Sonraki deneylerinde, elektroliz yerine borik asidi azaltmak için potasyum kullandı. Yeni bir elementi teyit etmek için yeterli bor üretti ve elemente boracium adını verdi. Gay-Lussac ve Thénard, yüksek sıcaklıklarda borik asidi azaltmak için demir kullandılar. Bor'u hava ile oksitleyerek borik asidin borun bir oksidasyon ürünü olduğunu gösterdiler. Jöns Jacob Berzelius, bor'u 1824'te bir element olarak tanımladı. Saf bor ilk defa 1909'da Amerikalı kimyager Ezekiel Weintraub tarafından üretildi.

Laboratuvarda elementel bor hazırlanması

Elementel borun ilk yolları, borik oksidin magnezyum veya alüminyum gibi metallerle indirgenmesini içeriyordu. Bununla birlikte, ürün neredeyse her zaman bu metallerin borürleri ile kirlenir. Saf bor, uçucu bor halojenürleri hidrojen ile yüksek sıcaklıklarda azaltarak hazırlanabilir. Yarı iletken endüstrisinde kullanım için ultra saf bor, yüksek sıcaklıklarda diboranın ayrışmasıyla üretilir ve daha sonra bölge eritme veya Czochralski prosesleri ile daha da saflaştırılır.

Bor bileşiklerinin üretimi, elementel bor oluşumunu içermez, ancak boratların uygun kullanılabilirliğinden yararlanır.

Özellikleri

Allotropları

Bor, kovalent olarak bağlı kararlı moleküler ağlar oluşturma kabiliyetinde karbona benzer. Nominal düzensiz (amorf) bor bile, uzun erimli düzen olmadan rastgele birbirine bağlanmış düzenli bor ikosahedra içerir. Kristal bor, erime noktası 2000 °C'nin üzerinde olan çok sert, siyah bir malzemedir. Dört ana polimorf oluşturur: a-rhombohedral ve β-rhombohedral (a-R ve β-R), γ ve β-tetragonal (β-T); a-tetragonal faz da mevcuttur (a-T), ancak önemli kontaminasyon olmadan üretilmesi çok zordur. Fazların çoğu B₁₂ icosahedra'ya dayanmaktadır, ancak γ-faz icosahedra ve B₂ atom çiftlerinin rocksalt tipi bir düzenlemesi olarak tanımlanabilir. Diğer bor fazlarını 12-20 GPa'ya sıkıştırarak ve 1500-1800 °C'ye ısıtarak üretilebilir; sıcaklık ve basıncı serbest bıraktıktan sonra sabit kalır. T fazı benzer basınçlarda üretilir, ancak daha yüksek sıcaklıklar 1800–2200 °C gereklidir. Α ve β fazlarına gelince, ikisi de ortam koşullarında birlikte bulunabilir ve β fazı daha kararlıdır. 160 GPa'nın üzerindeki borun sıkıştırılması, henüz bilinmeyen bir yapıya sahip bir bor fazı üretir ve bu faz 6–12 K sıcaklıklarında bir süperiletkentir. Borosferen (fulleren benzeri B₄₀) molekülleri) ve borofen (önerilen grafen benzeri yapı) 2014 yılında tanımlanmıştır.

Bor fazı	α-R	β-R	γ	β-T
Simetri	Romboedrik	Rhombohedral	Orthorhombic	Dörtgen şeklinde
Atomlar / birim hücre	12	~105	28
Yoğunluk (g/cm3)	2.46	2.35	2.52	2.36
Vickers sertliği (GPa)	42	45	50–58
Bulk modülü (GPa)	185	224	227
Bandgap (eV)	2	1.6	2.1

Elementin kimyası

Boraks kristalli, Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O'da meydana geldiği gibi tetraborat anyonunun [B₄O₅(OH)₄]²⁻ top ve çubuk modeli. Bor atomları pembedir, köprüleme oksijenleri kırmızı ve dört hidroksil hidrojeni beyazdır. İki bor işareti bir yük olmadan trigonal olarak bağlanmış sp2, diğer iki bor ise her biri rah1 işareti yük taşıyan tetrahedral olarak bağlanmış sp3'tür. Tüm borların oksidasyon durumu III'tür.Bor koordinasyon sayılarının ve formal yüklerin bu karışımı, doğal bor minerallerinin karakteristiğidir.

Elemental bor nadirdir ve zayıf çalışılmıştır, çünkü saf malzemenin hazırlanması son derece zordur. Çoğu "bor" çalışması, az miktarda karbon içeren numuneleri içerir. Borun kimyasal davranışı, alüminyumdan daha çok silikonun davranışına benzemektedir. Kristal bor, kimyasal olarak inerttir ve kaynar hidroflorik veya hidroklorik asit ile saldırıya karşı dirençlidir. İnce olarak ayrıldığında, sıcak konsantre hidrojen peroksit, sıcak konsantre nitrik asit, sıcak sülfürik asit veya sıcak sülfürik ve kromik asit karışımı tarafından yavaşça saldırılır.

Borun oksidasyon hızı, kristalliğe, parçacık boyutuna, saflığa ve sıcaklığa bağlıdır. Bor, oda sıcaklığında hava ile reaksiyona girmez, ancak daha yüksek sıcaklıklarda bor trioksit oluşturmak için yanar:

4 B + 3 O₂ → 2 B₂O₃

Bor, trihalidleri vermek için halojenasyona uğrar; Örneğin,

2 B + 3 Br₂ → 2 BBr₃

Pratikte triklorür genellikle oksitten yapılır.

Atomik yapı

Bor, temel durumunda bir p-orbitalinde bir elektrona sahip olan en hafif elementtir. Ancak, diğer birçok p-elementinden farklı olarak, nadiren sekizlik kuralına uyar ve değerlik kabuğuna genellikle sadece altı elektron (üç moleküler orbitalde) yerleştirir. Bor, bor grubunun prototipidir (IUPAC grup 13), ancak bu grubun diğer üyeleri metaller ve daha tipik p elementleridir (sadece bir dereceye kadar borun oktet kuralından kaçınmasını paylaşır).

Kimyasal bileşikler

En çok bilinen bileşiklerde, bor, biçimsel oksidasyon durumuna III sahiptir. Bunlar oksitleri, sülfürleri, nitrürleri ve halidleri içerir.

Trihalidler düzlemsel bir trigonal yapıyı benimser. Bu bileşikler, Lewis bazları olarak adlandırılan elektron çifti donörleri ile kolayca eklentiler oluşturdukları Lewis asitleridir. Örneğin, florür (F⁻) ve bor triflorür (BF₃), tetrafloroborat anyonu, BF₄⁻ verecek şekilde birleştirildi. Bor triflorür petrokimya endüstrisinde katalizör olarak kullanılır. Halojenürler su ile reaksiyona girerek borik asit oluşturur.

Pi-tipi koordinat kovalent bağlarda "boş" bor p orbital gösteren Bor(III) triflorür yapısı

Bor, doğada neredeyse tamamen diğer elementlerle ilişkili çeşitli B(III) oksitleri olarak bulunur. Yüzden fazla borat minerali +3 oksidasyon durumunda bor içerir. Bu mineraller silikatlara bir açıdan benzemektedir, ancak bor genellikle sadece oksijenle tetrahedral koordinasyonda değil, aynı zamanda trigonal düzlemsel bir konfigürasyonda da bulunur. Silikatların aksine, bor mineralleri asla koordinasyon sayısı dörtten fazla olan bor içermez. Tipik bir motif, solda gösterilen ortak mineral boraksın tetraborat anyonları ile örneklendirilir. Tetrahedral borat merkezinin biçimsel negatif yükü, boraks içindeki sodyum (Na⁺) gibi minerallerdeki metal katyonları ile dengelenir. Turmalin borat-silikat grubu da çok önemli bir bor taşıyan mineral grubudur ve doğal olarak bir dizi borosilikatın da bulunduğu bilinmektedir.

Boranlar, B_xH_y'nin jenerik formülü ile bor ve hidrojenin kimyasal bileşikleridir. Bu bileşikler doğada oluşmaz. Boranların çoğu, bazıları şiddetli bir şekilde hava ile temas ettiğinde kolayca oksitlenir. Ana eleman BH₃'e boran denir, ancak sadece gaz halinde bilinir ve diboran, B₂H₆ oluşturmak için dimerleşir. Daha büyük boranların hepsi, bazıları izomer olarak bulunan çok yüzlü bor kümelerinden oluşur. Örneğin, B₂₀H₂₆ izomerleri, iki 10 atomluk kümenin füzyonuna dayanır.

En önemli boranlar diboran B₂H₆ ve piroliz ürünlerinden ikisi, pentaboran B₅H₉ ve dekaboran B₁₀H₁₄'tür. Çok sayıda anyonik bor hidridleri bilinmektedir, örn. [B₁₂H₁₂]²⁻.

Boranlardaki formal oksidasyon sayısı pozitiftir ve hidrojenin aktif metal hidridlerde olduğu gibi −1 olarak kabul edildiği varsayımına dayanır. Borlar için ortalama oksidasyon sayısı, molekülde hidrojen / borun oranıdır. Örneğin, diboran B₂H₆'da, bor oksidasyon durumu +3, ancak dekabran B₁₀H₁₄'te ⁷/₅ veya +1.4'tür. Bu bileşiklerde borun oksidasyon durumu genellikle bir tam sayı değildir.

Bor nitrürler, benimsedikleri çeşitli yapılar için dikkat çekicidir. Grafit, elmas ve nanotüpler dahil olmak üzere çeşitli karbon allotroplarına benzer yapılar sergilerler. Kübik bor nitrür (Borazon ticari adı) olarak adlandırılan elmas benzeri yapıda, bordaki atomların tetrahedral yapısında bor atomları bulunur, ancak her dört B-N bağından biri koordinat kovalent bağı olarak görülebilir, burada iki elektron Lewis asidi olarak hareket eden azot atomu tarafından Lewis asidik bor(III) merkezine bir bağa bağlanır. Grafitin BN bileşik analoğunda, altıgen bor nitrür (h-BN), pozitif yüklü bor ve her düzlemdeki negatif yüklü azot atomları, bir sonraki düzlemde ters yüklü atomun bitişiğinde yer alır. Kübik bor nitrür, diğer uygulamaların yanı sıra, elmasla karşılaştırılabilir bir sertliğe sahip olduğu için (iki madde birbirine çizik üretebilir) bir aşındırıcı olarak kullanılır. Grafitin BN bileşik analoğunda, altıgen bor nitrür (h-BN), her bir düzlemde pozitif yüklü bor ve negatif yüklü azot atomları, bir sonraki düzlemde zıt yüklü atomun yanında bulunur. Sonuç olarak, grafit ve h-BN çok farklı özelliklere sahiptir, ancak her ikisi de yağlayıcıdır, çünkü bu düzlemler birbirini kolayca geçebilir. Bununla birlikte, h-BN, düzlemsel yönlerde nispeten zayıf bir elektrik ve termal iletkendir.

Organoboron kimyası

Çok sayıda organoboron bileşiği bilinmektedir ve çoğu organik sentezde faydalıdır. Birçoğu, basit bir boran kimyasal maddesi olan diboran, B₂H₆ kullanan hidroborasyondan üretilir. Organoboron (III) bileşikleri genellikle tetrahedral veya trigonal düzlemseldir, örneğin tetrafenilborat, [B(C₆H₅)₄]⁻ trifenilboran, B(C₆H₅)₃'e karşı. Bununla birlikte, birbirleriyle reaksiyona giren çoklu bor atomları, tamamen bor atomlarından veya değişen sayıda karbon heteroatomundan oluşan yeni dodekahedral (12 taraflı) ve ikosahedral (20 taraflı) yapılar oluşturma eğilimindedir.

Organoboron kimyasalları, bor-karbon küme anyonları ve katyonlarından oluşan karmaşık çok sert bir seramik olan bor karbür kadar çeşitli kullanımlarda, karbonlara, bir süperasit olan karboran asit reaktif yapılar oluşturmak üzere halojenlenebilen karbon-bor küme kimya bileşiklerine yönelik olarak kullanılmıştır. Bir örnek olarak, karboranlar, kanser içeren bor nötron yakalama terapisi için bor içeren bileşikleri sentezlemek için diğer biyokimyasallara önemli miktarlarda bor ekleyen faydalı moleküler kısımlar oluşturur.

B(I) ve B(II) bileşikleri

Bunlar Dünya'da doğal olarak bulunmasa da, bor, formal oksidasyon durumu üçten az olan çeşitli kararlı bileşikler oluşturur. Birçok kovalent bileşiğe gelince, formal oksidasyon durumları bor hidritler ve metal boridlerde genellikle çok az anlam taşır. Halojenürler ayrıca B(I) ve B(II) türevlerini oluşturur. B2, N₂ ile izoelektronik, yoğunlaştırılmış biçimde izole edilemez, ancak B₂F₄ ve B₄Cl₄ iyi karakterize edilir.

İkili metal-bor bileşikleri, metal borürler, negatif oksidasyon durumlarında bor içerir. Örnek olarak magnezyum diborid (MgB₂) gösterilebilir. Her bor atomunun biçimsel charge1 yükü vardır ve magnezyum +2'nin resmi yüküne atanır. Bu malzemede, bor merkezleri, her bir bor için ekstra bir çift bağ ile üçgen düzlemseldir ve grafitte karbona benzer tabakalar oluşturur. Bununla birlikte, kovalent atomların düzleminde elektron bulunmayan altıgen bor nitrürün aksine, magnezyum diborid içindeki delokalize elektronlar, izoelektronik grafite benzer elektrik iletmesine izin verir. 2001 yılında, bu malzemenin yüksek sıcaklıklı süperiletken olduğu bulunmuştur. Aktif gelişim altında bir süperiletken. CERN'de MgB₂ kabloları yapmak için yapılan bir proje, büyük hadron çarpıştırıcının tasarlanan yüksek parlaklık versiyonu gibi son derece yüksek akım dağıtım uygulamaları için 20.000 amper taşıyabilen süper iletken test kabloları ile sonuçlandı.

Bazı diğer metal borular, kesici takımlar için sert malzemeler olarak özel uygulamalar bulurlar. Genellikle boridlerdeki bor, kalsiyum hekzaborürde (CaB₆) −1/3 gibi fraksiyonel oksidasyon durumlarına sahiptir.

Yapısal açıdan bakıldığında, borun en belirgin kimyasal bileşikleri hidridlerdir. Bu seriye dodekaborat (B
12H2−
12), dekaboran (B₁₀H₁₄) küme bileşikleri ve C₂B₁₀H₁₂ gibi karboranlar dahildir. Karakteristik olarak bu tür bileşikler, dörtten fazla koordinasyon sayısına sahip bor içerir.

İzotopları

Borun doğal olarak oluşan iki kararlı izotopu vardır: ¹¹B (%80.1) ve ¹⁰B (%19.9). Kütle farkı, B16 ila +59 arasında değişen doğal sularda, ¹¹B ve ¹⁰B arasında kesirli bir fark olarak tanımlanan ve binde geleneksel olarak binde bir kısım olarak ifade edilen geniş bir δ¹¹B değerleri yelpazesi ile sonuçlanır. Bilinen 13 bor izotopu vardır, en kısa ömürlü izotop ⁷B'dir ve proton emisyonu ve alfa bozunumu ile bozulur. Yarı ömrü 3.5×10⁻²²'dir. Borun izotopik fraksiyonlanması, bor türü B(OH)₃ ve [B(OH)₄]⁻ 'ün değişim reaksiyonları ile kontrol edilir. Bor izotopları ayrıca mineral kristalizasyonu sırasında, hidrotermal sistemlerde H₂O faz değişiklikleri sırasında ve kayanın hidrotermal değişimi sırasında fraksiyonlara ayrılır. İkinci etki, [¹⁰B(OH)₄]⁻ iyonunun killere tercihli olarak çıkarılmasıyla sonuçlanır. ¹¹B(OH)₃ ile zenginleştirilmiş çözeltilerle sonuçlanır ve bu nedenle deniz suyunda hem okyanus kabuğuna hem de kıta kabuğuna göre büyük ¹¹B zenginleşmesinden sorumlu olabilir; bu fark izotopik bir imza görevi görebilir.

Egzotik ¹⁷B, bir nükleer halo sergiler, yani yarıçapı, sıvı damla modeli tarafından öngörülenden önemli ölçüde daha büyüktür.

¹⁰B izotopu termal nötronları yakalamak için kullanışlıdır (bakınız nötron kesiti # Tipik kesitler). Nükleer sanayi, doğal boru neredeyse saf ¹⁰B'ye zenginleştirir. Daha az değerli yan ürün, tükenmiş bor, neredeyse saf ¹¹B'dir.

Ticari izotop zenginleştirme

Yüksek nötron kesiti nedeniyle, bor-10 genellikle nötron yakalayan bir madde olarak nükleer reaktörlerdeki fisyonu kontrol etmek için kullanılır. Birkaç endüstriyel ölçekte zenginleştirme süreci geliştirilmiştir; bununla birlikte, bor triflorürün (DME-BF₃) dimetil eter ilave maddesinin ve boratların kolon kromatografisinin sadece fraksiyonlu vakumla damıtılması kullanılmaktadır.

Zenginleştirilmiş bor (bor-10)

Borun nötron kesiti (üst eğri 10B için ve alt eğri 11B için)

Zenginleştirilmiş bor veya ¹⁰B, her iki radyasyon kalkanı olarak kullanılır ve kanserin nötron yakalama tedavisinde kullanılan birincil nükliddir. Sonuncusunda ("bor nötron yakalama terapisi" veya BNCT), ¹⁰B içeren bir bileşik, seçici bir şekilde kötü huylu bir tümör ve yakınındaki dokular tarafından alınan bir ilaca dahil edilir. Hasta daha sonra nispeten düşük bir nötron radyasyon dozunda düşük enerjili nötron demeti ile tedavi edilir. Bununla birlikte nötronlar, bor + nötron nükleer reaksiyonunun ürünleri olan enerjik ve kısa menzilli ikincil alfa parçacığı ve lityum-7 ağır iyon radyasyonunu tetikler ve bu iyon radyasyonu, özellikle tümör hücrelerinin içinden tümörü bombalar.

Nükleer reaktörlerde, ¹⁰B reaktivite kontrolü ve acil kapatma sistemlerinde kullanılır. Borosilikat kontrol çubukları şeklinde veya borik asit olarak işlev görebilir. Basınçlı su reaktörlerinde, yakıt ikmali için tesis kapatıldığında reaktör soğutma suyuna borik asit eklenir. Daha sonra fissil malzeme tükendiğinden ve yakıt daha az reaktif hale geldiğinden aylar boyunca yavaşça filtrelenir.

Gelecekteki insanlı gezegenler arası uzay aracında, ¹⁰B, radyasyon kalkanında da özel bir rol oynayacak yapısal malzeme (bor lifleri veya BN nanotüp malzemesi olarak) olarak teorik bir role sahiptir. Çoğunlukla yüksek enerji protonları olan kozmik ışınlarla uğraşmanın zorluklarından biri, kozmik ışınların ve uzay aracı malzemelerinin etkileşiminden kaynaklanan bazı ikincil radyasyonun yüksek enerjili spallasyon nötronları olmasıdır. Bu tür nötronlar, polietilen gibi hafif elementler bakımından yüksek malzemeler tarafından denetlenebilir, ancak denetlenen nötronlar, ekranlamada aktif olarak emilmedikçe radyasyon tehlikesi olmaya devam eder. Termal nötronları emen hafif elementler arasında, ⁶Li ve ¹⁰B, hem mekanik takviye hem de radyasyondan korunma için hizmet eden potansiyel uzay aracı yapısal malzemeleri olarak görünür.

Tükenmiş bor (bor-11)

Radiation-hardened semiconductors

Kozmik radyasyon, uzay aracı yapılarına çarparsa ikincil nötronlar üretecektir. Bu nötronlar, uzay aracının yarı iletkenlerinde mevcutsa, bir gama ışını, bir alfa parçacığı ve bir lityum iyonu üreterek ¹⁰B'de yakalanacaktır. Sonuçta ortaya çıkan bu çürüme ürünleri, yakınlardaki yarı iletken "çip" yapılarını radyasyona sokarak veri kaybına (bit çevirme veya tek durum bozulma) neden olabilir. Radyasyonla sertleştirilmiş yarı iletken tasarımlarda, bir önlem, ¹¹B'de büyük ölçüde zenginleştirilmiş ve neredeyse hiç ¹⁰B içermeyen tükenmiş bor kullanmaktır. Bu yararlıdır, çünkü ¹¹B radyasyon hasarına karşı büyük ölçüde bağışıktır. Tükenmiş bor, nükleer endüstrinin bir yan ürünüdür.

Proton-bor füzyonu

¹¹B aynı zamanda anotronik füzyon için bir yakıt olarak adaydır. Yaklaşık 500 keV enerjiye sahip bir proton çarptığında, üç alfa parçacığı ve 8.7 MeV enerji üretir. Hidrojen ve helyumu içeren diğer füzyon reaksiyonlarının çoğu, reaktör yapılarını zayıflatan ve uzun süreli radyoaktiviteyi indükleyen ve böylece çalışan personeli tehlikeye sokan nüfuz eden nötron radyasyonu üretir. Bununla birlikte, ¹¹B füzyonundaki alfa parçacıkları doğrudan elektrik gücüne dönüştürülebilir ve reaktör kapatılır kapatılmaz tüm radyasyon durur.

NMR spektroskopisi

Hem ¹⁰B hem de ¹¹B nükleer dönüşe sahiptir. ¹⁰B nükleer dönüşü 3 ve ¹¹B nükleer dönüşü 3/2'dir. Bu izotoplar bu nedenle nükleer manyetik rezonans spektroskopisinde kullanılır; ve bor-11 çekirdeklerinin saptanmasına özel olarak adapte edilmiş spektrometreler ticari olarak temin edilebilir. ¹⁰B ve ¹¹B çekirdekleri ayrıca bağlı çekirdeklerin rezonanslarında bölünmeye neden olur.

Bulunuşu

Bir üleksit parçası

Boraks kristalleri

Bor, Büyük Patlama'da ve yıldızlarda iz oluşumu nedeniyle Evren ve güneş sisteminde nadirdir. Kozmik ışın spallasyon nükleosentezinde az miktarda oluşur ve kozmik toz ve meteoroid materyallerde birleştirilmemiş olarak bulunabilir.

Dünya'nın yüksek oksijen ortamında, bor her zaman borat için tamamen oksitlenmiş olarak bulunur. Bor, Dünya'da element şeklinde görünmez. Ay regolitinde son derece küçük elementel bor izleri tespit edildi.

Her ne kadar bor, Dünya'nın kabuğunda, kabuk kütlesinin sadece %0.001'ini temsil eden nispeten nadir bir element olsa da, birçok boratın çözünür olduğu suyun etkisiyle oldukça konsantre olabilir. Boraks ve borik asit (bazen volkanik kaynak sularında bulunur) gibi bileşiklerde doğal olarak kombine olarak bulunur. Yaklaşık yüz borat minerali bilinmektedir.

5 Eylül 2017'de bilim adamları, Curiosity gezgininin Dünya'da yaşam için önemli bir bileşen olan bor gezegenini Mars gezegeninde tespit ettiğini bildirdi. Böyle bir bulgu, eski Mars'ta suyun mevcut olabileceği önceki keşifleriyle birlikte, Gale Kraterinin Mars'ta olası erken yaşama kabiliyetini daha da desteklemektedir.

Üretim

Ekonomik açıdan önemli bor kaynakları, kolemanit, rasorit (kernit), uleksit ve tinkal mineralleridir. Bunlar birlikte bor madeni içeren cevherin %90'ını oluşturur. Bilinen en büyük küresel boraks yatakları, birçoğu halen dokunulmamış, Eskişehir, Kütahya ve Balıkesir illeri de dahil olmak üzere Orta ve Batı Türkiye'de bulunmaktadır. Küresel olarak kanıtlanmış bor madenciliği rezervleri, yılda yaklaşık dört milyon tonluk üretime karşı bir milyar metrik tonu aşmaktadır.

Türkiye ve ABD en büyük bor ürünleri üreticisidir. Türkiye, bor ürünlerine odaklanan bir Türk devlet madenciliği ve kimya şirketi olan Eti Maden İşletmeleri aracılığıyla yıllık küresel talebin yaklaşık yarısını üretmektedir. Dünyada bilinen depozitlerin %72'sine sahip olan Türkiye'de borat minerallerinin madenciliği konusunda hükümet tekeli var. 2012 yılında, ana rakibi Rio Tinto Group'un önünde küresel borat minerallerinin üretiminde %47'lik bir paya sahip oldu.

Küresel bor üretiminin neredeyse dörtte biri (%23) Boron, Kaliforniya yakınlarındaki Rio Tinto Boraks Madeni'nden (ABD Boğa Bor Madeni olarak da bilinir) geliyor.

Piyasa eğilimi

Kristal borun ortalama maliyeti 5$/g'dır. Serbest bor esas olarak bir tungsten çekirdeği üzerinde kimyasal buhar birikimi ile biriktirildiği bor liflerinin yapımında kullanılır (aşağıya bakınız). Bor lifleri, yüksek mukavemetli bantlar gibi hafif kompozit uygulamalarda kullanılır. Bu kullanım, toplam bor kullanımının çok küçük bir kısmıdır. Bor, yarı iletkenlere bor bileşikleri olarak iyon implantasyonu ile sokulur.

Tahmini küresel bor tüketimi (neredeyse tamamen bor bileşikleri olarak) 2012 yılında yaklaşık 4 milyon ton B₂O₃ olmuştur. Bor madenciliği ve rafinaj kapasitelerinin önümüzdeki on yıl içinde beklenen büyüme seviyelerini karşılamak için yeterli olduğu düşünülmektedir.

Borun tüketildiği biçim son yıllarda değişti. Arsenik içeriği ile ilgili cevherlerin kullanımı arsenik içeriği hakkındaki endişeleri takiben azalmıştır. Tüketiciler, daha az kirletici içeriğine sahip olan rafine edilmiş boratlar ve borik asit kullanımına yönelmiştir.

Borik asit talebinin artması, bazı üreticilerin ek kapasiteye yatırım yapmalarına yol açmıştır. Türkiye'nin devlete ait Eti Maden İşletmeleri 2003 yılında Emet'te yılda 100.000 ton üretim kapasitesine sahip yeni bir borik asit tesisi açtı. Rio Tinto Group, 2006 yılında bor tesisinin kapasitesini 2003 yılında yılda 260.000 tondan Mayıs 2005'e kadar 310.000 tona çıkardı ve 2006'da bunu 366.000 tona çıkarmayı planlıyor. Çinli bor üreticileri hızla büyüyen yüksek kaliteli borat talebini karşılayamadı. Bu, 2000-2005 yılları arasında yüz kat artış gösteren sodyum tetraborat (boraks) ithalatına ve borik asit ithalatının aynı dönemde yılda %28 artmasına neden oldu.

Küresel talepteki artış cam elyafı, cam elyafı ve borosilikat cam eşya üretiminde yüksek büyüme oranlarından kaynaklanmıştır. Asya'da takviye dereceli bor içeren fiberglas üretiminde hızlı bir artış, Avrupa ve ABD'de bor içermeyen takviye dereceli fiberglasın gelişimini dengeledi. Enerji fiyatlarındaki son artışlar, izolasyon sınıfı fiberglasın daha fazla kullanılmasına ve sonuç olarak bor tüketiminin artmasına neden olabilir. Roskill Consulting Group, dünya bor talebinin 2010 yılına kadar yılda %3,4 artarak 21 milyon tona ulaşacağını tahmin ediyor. Talebin en yüksek büyümesinin, yılda ortalama %5.7 artabileceği Asya'da olması bekleniyor.

Uygulamalar

Dünya'dan ekstrakte edilen neredeyse tüm bor cevheri, borik asit ve sodyum tetraborat pentahidratta rafine edilmek üzere tasarlanmıştır. Amerika Birleşik Devletleri'nde borun %70'i cam ve seramik üretimi için kullanılmaktadır. Bor bileşiklerinin küresel ölçekte endüstriyel kullanımı (son kullanımın yaklaşık %46'sı), özellikle Asya'da, bor içeren yalıtım ve yapısal fiberglaslar için cam elyafı üretimindedir. Cam elyafın mukavemetini veya akma kalitesini etkilemek için bora cama boraks pentahidrat veya bor oksit olarak eklenir. Küresel bor üretiminin bir diğer %10'u, yüksek mukavemetli cam eşyalarda kullanıldığı gibi borosilikat cam içindir. Küresel borun yaklaşık %15'i, aşağıda tartışılan süper sert malzemeler dahil olmak üzere bor seramiklerinde kullanılmaktadır. Tarım, küresel bor üretiminin %11'ini, beyazlatıcı ve deterjanların ise %6'sını tüketmektedir.

Elementel bor lifi

Bor lifleri (bor filamentleri) esas olarak kompozit malzemelerin bir bileşeni olarak gelişmiş havacılık yapıları için kullanılan yüksek mukavemetli, hafif malzemelerdir, ayrıca golf kulüpleri ve oltalar gibi sınırlı üretim tüketici ve spor malzemelerinde kullanılır. Elyaflar, bir tungsten filamenti üzerinde borun kimyasal buhar birikmesi ile üretilebilir.

Bor lifleri ve milimetre altı boyutlu kristal bor yayları, lazer destekli kimyasal buhar birikimi ile üretilir. Odaklanmış lazer ışınının çevirisi karmaşık sarmal yapıların bile üretimine izin verir. Bu tür yapılar iyi mekanik özellikler gösterir (elastik modül 450 GPa, kırılma suşu %3.7, kırılma gerilimi 17 GPa) ve seramiklerin takviyesi olarak veya mikromekanik sistemlerde uygulanabilir.

Borlanmış fiberglas

Fiberglas, genellikle bir mat haline dokunan, cam elyaflarla takviye edilmiş plastikten yapılmış elyaf takviyeli bir polimerdir. Malzemede kullanılan cam elyaflar, fiberglas kullanımına bağlı olarak çeşitli cam türlerinden yapılır. Bu camların hepsi, değişen miktarlarda kalsiyum, magnezyum ve bazen bor oksitleri olan silika veya silikat içerir. Bor borosilikat, boraks veya bor oksit olarak bulunur ve camın mukavemetini arttırmak için veya saf formunda kolayca işlenemeyecek kadar yüksek olan cam elyafı yapmak için silisin erime sıcaklığını azaltmak için bir eritme maddesi olarak ilave edilir.

Fiberglasta kullanılan yüksek derecede borlanmış camlar E-camdır ("Elektrik" kullanımı olarak adlandırılır, ancak şimdi genel kullanım için en yaygın fiberglas). E-cam, ağırlıklı olarak cam takviyeli plastikler için kullanılan, ağırlıkça %1'den az alkali oksit içeren alümino-borosilikat camdır. Diğer yaygın yüksek borlu camlar, cam elyaf lifleri ve yalıtımı için kullanılan yüksek bor oksit içeriğine sahip bir alkali-kireç camı olan C-cam ve düşük Dielektrik sabiti olarak adlandırılan bir borosilikat cam olan D-camı içerir.

Tüm fiberglaslar bor içermez, ancak küresel ölçekte kullanılan fiberglasların çoğu onu içerir. Çünkü inşaat ve yalıtımda fiberglasın her yerde kullanımı, bor içeren fiberglaslar küresel bor üretiminin yarısını tüketir ve en büyük ticari bor piyasasıdır.

Borosilikat cam

Tipik olarak %12–15 B₂O₃, %80 SiO₂ ve %2 Al₂O₃ olan borosilikat cam, termal şoka karşı iyi bir direnç sağlayan düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Schott AG'nin "Duran" ve Owens-Corning'in ticari markalı Pyrex'i, bu cam için, hem laboratuvar cam evlerinde hem de tüketici tencere ve bakeware ürünlerinde, özellikle bu direnç için kullanılan iki büyük marka adıdır.

Bor karbür seramik

Birkaç bor bileşiği aşırı sertlik ve dayanıklılık ile bilinir. Bor karbür, elektrikli bir fırında B2O3'ün karbonla ayrıştırılmasıyla elde edilen seramik bir malzemedir:

2 B₂O₃ + 7 C → B₄C + 6 CO

Bor karbürün yapısı sadece yaklaşık B₄C'dir ve bu önerilen stokiyometrik orandan karbonun net bir şekilde tükendiğini gösterir. Bu çok karmaşık yapısından kaynaklanmaktadır. Madde ampirik formül B₁₂C₃ ile görülebilir (yani, B₁₂ dodekahedra bir motiftir), ancak önerilen C₃ birimleri C-B-C zincirleri ile değiştirildiği için daha az karbon ile, (B₆) oktahedra da mevcuttur. (bkz. yapısal analiz için bor karbür ürünü). Tekrarlayan polimer artı bor karbürün yarı kristalli yapısı, ona ağırlık başına büyük yapısal güç verir. Tank zırhı, kurşun geçirmez yelekler ve diğer birçok yapısal uygulamada kullanılır.

Bor karbürün, uzun ömürlü radyonüklidler oluşturmadan nötronları emme yeteneği (özellikle ekstra bor-10 ile katlandığında), materyali nükleer santrallerde ortaya çıkan nötron radyasyonu için bir emici olarak çekici hale getirir. Bor karbürün nükleer uygulamaları arasında ekranlama, kontrol çubukları ve kapatma peletleri bulunur. Kontrol çubukları içinde, bor karbürü yüzey alanını arttırmak için genellikle toz haline getirilir.

Yüksek sertlik ve aşındırıcı bileşikler

BCN katılarının ve ReB₂'nin mekanik özellikleri

Malzeme	Elmas	kübik-BC2N	kübik-BC5	kübik-BN	B4C	ReB2
Vickers sertliği (GPa)	115	76	71	62	38	22
Kırılma dayanıklılıgı (MPa m1⁄2)	5.3	4.5	9.5	6.8	3.5

Bor karbür ve kübik bor nitrür tozları aşındırıcı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Bor nitrür, karbona karşı izoelektronik bir malzemedir. Karbona benzer şekilde, hem altıgen (yumuşak grafit benzeri h-BN) hem de kübik (sert, elmas benzeri c-BN) formlara sahiptir. h-BN yüksek sıcaklık bileşeni ve yağlayıcı olarak kullanılır. borazon ticari adıyla da bilinen c-BN, üstün bir aşındırıcıdır. Sertliği sadece biraz daha küçüktür, ancak kimyasal stabilitesi elmasınkinden daha üstündür. Heterodiamond (BCN olarak da bilinir) başka bir elmas benzeri bor bileşiğidir.

Metalurji

Bor sertliğini arttırmak için bor çeliklerine milyonda birkaç parça seviyesinde eklenir. Borun nötron soğurma kabiliyeti nedeniyle nükleer endüstride kullanılan çeliklere daha yüksek yüzdeler eklenir.

Bor ayrıca çeliklerin ve alaşımların yüzey sertliğini borlama yoluyla artırabilir. Ek olarak metal buharlar, kimyasal buhar biriktirme veya fiziksel buhar biriktirme yoluyla araçları kaplamak için kullanılır. Bor iyonlarının metallere ve alaşımlara iyon implantasyonu veya iyon demeti birikimi yoluyla implantasyonu, yüzey direncinde ve mikro sertlikte çarpıcı bir artışa neden olur. Lazer alaşımı da aynı amaçla başarıyla kullanılmıştır. Bu boridler elmas kaplı aletlere bir alternatiftir ve (işlenmiş) yüzeyleri dökme boridinkine benzer özelliklere sahiptir.

Örneğin, renyum diborid ortam basınçlarında üretilebilir, ancak renyum nedeniyle oldukça pahalıdır. ReB₂'nin sertliği, altıgen tabakalı yapısı nedeniyle önemli bir anizotropi sergiler. Değeri tungsten karbür, silikon karbür, titanyum diborid veya zirkonyum diborid ile karşılaştırılabilir. Benzer şekilde, AlMgB₁₄ + TiB₂ kompozitleri yüksek sertlik ve aşınma direncine sahiptir ve dökme halde veya yüksek sıcaklıklara ve aşınma yüklerine maruz kalan bileşenler için kaplama olarak kullanılır.

Deterjan formülasyonları ve ağartma maddeleri

Borax, "20 Mule Team Borax" çamaşır güçlendirici ve "Boraxo" toz el sabunu dahil olmak üzere çeşitli ev çamaşır ve temizlik ürünlerinde kullanılmaktadır. Bazı diş beyazlatma formüllerinde de bulunur.

Sodyum perborat, birçok deterjan, çamaşır deterjanı, temizlik ürünü ve çamaşır ağartıcılarında aktif oksijen kaynağı olarak hizmet eder. Bununla birlikte, ismine rağmen, "Borateem" çamaşır ağartıcısı artık ağartma maddesi olarak sodyum perkarbonat kullanan herhangi bir bor bileşiği içermemektedir.

Böcek öldürücüler

Borik asit, özellikle karıncalara, pirelere ve hamamböceğine karşı bir böcek ilacı olarak kullanılır.

Yarı iletkenler

Bor, silikon, germanyum ve silikon karbür gibi yarı iletkenler için yararlı bir katkı maddesidir. Konak atomundan daha az bir değerlik elektronuna sahip olan, p-tipi iletkenliğe neden olan bir delik bağışlar. Borun yarı iletkenlere sokulmasının geleneksel yöntemi, yüksek sıcaklıklarda atomik difüzyonudur. Bu işlemde katı (B₂O₃), sıvı (BBr₃) veya gazlı bor kaynakları (B₂H₆ veya BF₃) kullanılır. Bununla birlikte, 1970'lerden sonra, çoğunlukla bir bor kaynağı olarak BF₃'e dayanan iyon implantasyonu ile değiştirildi. Bor triklorür gazı, yarı iletken endüstrisinde de önemli bir kimyasaldır, ancak doping için değil, metallerin ve oksitlerinin plazma dağlaması için. Trietilboran ayrıca bir bor kaynağı olarak buhar biriktirme reaktörlerine enjekte edilir. Örnekler, bor içeren sert karbon filmlerin, silikon nitrür-bor nitrür filmlerinin ve elmas filmin borla dopingine yönelik plazma birikimidir.

Mıknatıslar

Bor, en güçlü sabit mıknatıs türü olan neodim mıknatısların (Nd₂Fe₁₄B) bir bileşenidir. Bu mıknatıslar, kompakt ve nispeten küçük motorlarda ve aktüatörlerde manyetik rezonans görüntüleme (MRI) tıbbi görüntüleme sistemleri gibi çeşitli elektromekanik ve elektronik cihazlarda bulunur. Örnek olarak, bilgisayar HDD'leri (sabit disk sürücüleri), CD (kompakt disk) ve DVD (dijital çok yönlü disk) oynatıcılar, son derece kompakt bir pakette yoğun döner güç sağlamak için neodimyum mıknatıs motorlarına güvenir. Cep telefonlarında 'Neo' mıknatıslar, minik hoparlörlerin kayda değer ses gücü sunmasını sağlayan manyetik alanı sağlar.

Nükleer reaktörlerde ve nötron emici olarak koruma

Bor koruyucu, nötron yakalama için yüksek kesitinden yararlanarak nükleer reaktörler için bir kontrol olarak kullanılır.

Basınçlı su reaktörlerinde, soğutma suyunda değişken bir konsantrasyonda boronik asit, yakıtın değişken reaktivitesini telafi etmek için nötron zehiri olarak kullanılır. Yeni çubuklar yerleştirildiğinde, boronik asit konsantrasyonu maksimumdur ve kullanım ömrü boyunca azalır.

Diğer tıbbi olmayan kullanımlar

Apollo 15 Saturn V roketinin trietilboran ateşleyici kullanılarak fırlatılması

• Kendine özgü yeşil alevi nedeniyle piroteknik işaret fişeklerinde amorf bor kullanılmaktadır.
• Nişasta ve kazein bazlı yapıştırıcılar sodyum tetraborat dekahidrat (Na₂B₄O₇·10 H₂O) içerir.
• Bazı korozyon önleme sistemleri boraks içerir.
• Sodyum boratlar, gümüş ve altın lehimlemek için bir akış olarak ve demirli metallerin kaynağı için amonyum klorür ile kullanılır. Ayrıca plastik ve kauçuk ürünler için yangın geciktirici katkı maddeleridir.
• Borik asit (ortoborik asit olarak da bilinir) H₃BO₃, tekstil fiberglas ve düz panel ekranların ve birçok PVAc ve PVOH bazlı yapıştırıcıların üretiminde kullanılır.
• Trietilboran, Lockheed SR-71 Blackbird'e güç veren Pratt & Whitney J58 turbojet / ramjet motorlarının JP-7 yakıtını ateşleyen bir maddedir. Ayrıca, 1967'den 1973'e kadar NASA'nın Apollo ve Skylab programları tarafından kullanılan Saturn V Roketindeki F-1 Motorlarını ateşlemek için kullanıldı.

Bugün SpaceX, Falcon 9 roketlerindeki motorları ateşlemek için kullanıyor. Trietilboran, piroforik özellikleri, özellikle çok yüksek bir sıcaklıkla yanması nedeniyle bunun için uygundur. Trietilboran, düşük sıcaklıklarda bile etkili olduğu radikal reaksiyonlarda endüstriyel bir başlatıcıdır.

• Boratlar çevreye zarar vermeyen ahşap koruyucu olarak kullanılır.

Farmasötik ve biyolojik uygulamalar

Borik asit antiseptik, antifungal ve antiviral özelliklere sahiptir ve bu nedenle yüzme havuzu su arıtımında su arıtıcı olarak uygulanır. Göz antiseptikleri olarak hafif borik asit çözeltileri kullanılmıştır.

Bortezomib (Velcade ve Cytomib olarak pazarlanmaktadır). Bor, miyelomda ve bir lenfoma formunda aktif olan proteazom inhibitörleri adı verilen yeni bir ilaç sınıfı olan ilaç bortezomibindeki ilk onaylı organik farmasötikte aktif bir element olarak ortaya çıkar (lenfoma şu anda diğer türlere karşı deneysel çalışmalarda bulunmaktadır). Bortezomib içindeki bor atomu 26S proteazomunun katalitik bölgesini yüksek afinite ve özgüllük ile bağlar.

• Bor nötron yakalama terapisinde (BNCT) kullanılmak üzere, bor-10 kullanan bir dizi potansiyel borlanmış ilaç hazırlanmıştır.
• Bazı bor bileşikleri artrit tedavisinde umut vadetmektedir, ancak henüz hiçbiri genel olarak bu amaç için onaylanmamıştır.

Tavaborole (Kerydin olarak pazarlanmaktadır), ayak tırnağı mantarını tedavi etmek için kullanılan bir Aminoasil tRNA sentetaz inhibitörüdür. Temmuz 2014'te FDA onayı aldı.

Dioksaborolan kimyası, antikorların veya kırmızı kan hücrelerinin radyoaktif florür (¹⁸F) etiketlemesini mümkün kılar, bu da sırasıyla pozitron emisyon tomografisi (PET) görüntülemesine izin verir. İnsandan Türetilmiş, Genetik, Pozitron yayan ve Floresan (HD-GPF) raportör sistemi bir insan proteini, PSMA ve immünojenik olmayan ve pozitron yayan (bor bağlı ¹⁸F) ve çift modalite PET için floresan küçük bir molekül kullanır ve genom değiştirilmiş hücrelerin floresan görüntülemesi, örn. tüm farede kanser, CRISPR / Cas9 veya CAR T hücreleri.

Araştırma bölgeleri

Magnezyum diborid, 39 K geçiş sıcaklığına sahip önemli bir süper iletken malzemedir. MgB₂ telleri, tüp içi toz prosesi ile üretilir ve süper iletken mıknatıslara uygulanır.

Amorf bor, nikel-krom lehim alaşımlarında bir erime noktası düşürücü olarak kullanılır.

Altıgen bor nitrür, grafen cihazlarda elektron hareketliliğini arttırmak için kullanılan atomik olarak ince katmanlar oluşturur. Ayrıca, arzu edilen özellikler listesi arasında yüksek mukavemete, yüksek kimyasal stabiliteye ve yüksek termal iletkenliğe sahip nanotubüler yapılar (BNNT'ler) oluşturur.

Biyolojik rol

Bor, öncelikle hücre duvarlarının bütünlüğünü korumak için gerekli olan temel bir bitki besin maddesidir. Bununla birlikte, 1.0 ppm'den daha yüksek toprak konsantrasyonları, yapraklarda marjinal ve uç nekroza ve ayrıca toplam büyüme performansının düşmesine neden olur. 0.8 ppm kadar düşük seviyeler, topraktaki borlara karşı özellikle hassas olan bitkilerde aynı semptomları üretir. Neredeyse tüm bitkiler, hatta toprak boruna biraz toleranslı olanlar bile, toprak bor içeriği 1.8 ppm'den fazla olduğunda, en azından bazı bor toksisitesi belirtileri gösterecektir. Bu içerik 2.0 ppm'i aştığında, az sayıda bitki iyi performans gösterecektir ve bazıları hayatta kalamayabilir.

Borun insanlar da dahil olmak üzere hayvanlarda birkaç temel rol oynadığı düşünülmektedir, ancak kesin fizyolojik rol tam olarak anlaşılamamıştır. 1987'de yayınlanan küçük bir insan denemesi, postmenopozal kadınların ilk önce bor eksikliğini sağladığını ve daha sonra 3 mg / gün ile tamamlandığını bildirdi. Bor takviyesi, idrar kalsiyum atılımını önemli ölçüde azalttı ve 17 beta-estradiol ve testosteronun serum konsantrasyonlarını arttırdı.

ABD Tıp Enstitüsü, borun insanlar için önemli bir besin maddesi olduğunu doğrulamamıştır, bu nedenle ne Tavsiye Edilen Diyet Yardımı (RDA) ne de Yeterli Alım sağlanmamıştır. Yetişkin diyetinin yaklaşık %90'ı emilerek 0.9 ila 1.4 mg / gün olduğu tahmin edilmektedir. Emilen şey çoğunlukla idrarla atılır. Yetişkinler için Tolere Edilebilir Üst Alım Seviyesi 20 mg / gündür.

2013 yılında bir hipotez, bor ve molibdenin Mars'ta RNA üretimini katalize etmesinin, yaşamın 3 milyar yıl önce bir göktaşı aracılığıyla Dünya'ya taşınmasıyla mümkün olduğunu öne sürdü.

Bilinen birçok bor içeren doğal antibiyotik vardır. İlk bulunan streptomilerden izole edilen boromisin idi.

Nadir bir korneal distrofi formu olan konjenital endotel distrofisi tip 2, borun hücre içi konsantrasyonunu düzenlediği bildirilen bir taşıyıcı kodlayan SLC4A11 genindeki mutasyonlara bağlıdır.

Analitik niceleme

Gıdalarda veya malzemelerde bor içeriğinin belirlenmesi için kolorimetrik kurkumin yöntemi kullanılır. Bor borik aside veya boratlara dönüştürülür ve asidik çözelti içinde curcumin ile reaksiyona sokulduğunda, kırmızı renkli bir bor-şelat kompleksi, rososiyanin oluşur.

Sağlık sorunları ve toksisite

Bor

Tehlikeler
GHS piktogramlar
GHS işaret kelimesi	Uyarı
GHS Tehlike bildirimleri	H302
NFPA 704	0 1 0

Elementel bor, bor oksit, borik asit, boratlar ve birçok organoboron bileşiği, insanlar ve hayvanlar için nispeten toksik değildir (sofra tuzu ile benzer toksisite ile). Hayvanlar için LD50 (%50 ölüm oranının olduğu doz), vücut ağırlığının kg'ı başına yaklaşık 6 g'dır. LD50 değeri 2 g'ın üzerinde olan maddeler toksik değildir. Olaysız 4 g / gün borik asit alımı rapor edildi, ancak bundan daha fazlası birkaç dozdan fazla toksik olarak kabul edildi. 50 gün boyunca günde 0.5 gramdan fazla alım, küçük sindirim ve toksisiteyi düşündüren diğer sorunlara neden olur. Borun diyetle takviyesi, kemik büyümesi, yara iyileşmesi ve antioksidan aktivite için yararlı olabilir ve diyette yetersiz miktarda bor, bor eksikliğine neden olabilir.

Nötron yakalama tedavisi için tek tıbbi doz 20 g borik asit, aşırı toksisite olmaksızın kullanılmıştır.

Borik asit, böcekler için memelilere göre daha toksiktir ve rutin olarak böcek ilacı olarak kullanılır.

Boranlar (bor hidrojen bileşikleri) ve benzer gaz bileşikleri oldukça zehirlidir. Her zamanki gibi, içsel olarak zehirli bir element değildir, ancak toksisiteleri yapıya bağlıdır. Boranlar da oldukça yanıcıdır ve kullanım sırasında özel dikkat gerektirir. Sodyum borohidrür, azaltıcı doğası ve asitle temas ettiğinde hidrojenin serbest kalması nedeniyle yangın tehlikesi oluşturur. Bor halidleri aşındırıcıdır.

Bor, bitki büyümesi için gereklidir, ancak fazla miktarda bor bitkiler için toksiktir ve özellikle asidik toprakta oluşur. Arpa yapraklarındaki en eski yaprakların ve siyah noktaların içe doğru sararması olarak ortaya çıkar, ancak diğer bitkilerdeki magnezyum eksikliği gibi diğer streslerle karıştırılabilir.