Bor Nedir? Bor Özellikleri Nelerdir? Dünyadaki Bor Rezervi

Bor, metal – ametal arası yarı iletken özelliğe sahip olan periyodik çizelgede B simgesi ile gösterilir. Bor‘un atam numarası 5, atam ağırlığı ise 10,81 g/mol‘dür.

Simgesi B ve atom numarası 5 olan, periyodik tablonun 3A grubunda yer alan bir elementtir. Yarı metal ve yarı iletken özelliklere sahiptir. Doğada serbest halde bulunmaz, borat mineralleri olarak adlandırılan bileşikler halinde bulunur.

Bor Özellikleri Nelerdir?

Her ne kadar bileşiklerinin binlerce yıldır bilinmese de, elementel; bor oksidin potasyum ile ısıtılması sonucunda GayLussac, Louis Jacques Thenard ve Sir Davy tarafından, 1808 yılında keşfedilmiştir. Saf kristal, siyah, parlak bir yarı iletkendir; yani elektriği yüksek sıcaklıklarda metal gibi iletir ve düşük sıcaklıklarda neredeyse yalıtkandır. Karborundum gibi bazı aşındırıcıları çizmek yeterince zordur (Mohs ölçeğinde 9.3), ancak aletlerde kullanım için fazla kırılgandır.

Fiziksel Özellikleri

Görünüm

İki farklı formda bulunur:

Kristal form: Kırılgan, koyu ve parlak bir metaloiddir. Kristal bor, trigonal düzlemsel ve tetragonal piramidal yapılar gibi farklı geometrilerde dizilebilir bor atomlarından oluşur.
Amorf form: Kahverengi bir tozdur. Amorf bor, düzensiz bir şekilde dizilmiş atomlarından oluşur.

Yoğunluk

Borun yoğunluğu 2,34 g/cm³‘tür. Bu değer, sudan (1 g/cm³) daha fazladır, ancak alüminyumdan (2,7 g/cm³) daha düşüktür.

Ergime Noktası

Borun ergime noktası 2076 °C‘dir. Bu değer, suyun (0 °C) ve alüminyumun (660 °C) ergime noktalarından çok daha yüksektir.

Kaynama Noktası

Borun kaynama noktası 2200 °C‘dir. Bu değer, suyun (100 °C) ve alüminyumun (2470 °C) kaynama noktalarından da yüksektir.

Isı İletkenliği

Borun ısı iletkenliği 12 W/(m·K)‘dir. Bu değer, bakırdan (401 W/(m·K)) veya gümüşten (418 W/(m·K)) daha düşüktür, ancak plastikten (0,2 W/(m·K)) daha yüksektir.

Elektrik İletkenliği

Borun elektrik iletkenliği 10⁻² S/m‘dir. Bu değer, bakırdan (63 × 10⁶ S/m) veya gümüşten (41,2 × 10⁶ S/m) çok daha düşüktür, ancak plastikten (10⁻¹⁵ S/m) daha yüksektir.

Mohs Sertliği

Borun Mohs sertliği 9,3‘tür. Bu değer, elmastan (10) sonra en sert ikinci doğal mineral olan korundumdan (9) biraz daha düşüktür.

Diğer Fiziksel Özellikler

Manyetik değildir.
Borlar, ışığı yansıtır.

Asitlere ve bazlara karşı dirençlidir.

Kimyasal Özellikleri

Elektron Yapısı ve Değerlik Elektronları

Borun atom numarası 5’tir. Bu, atom çekirdeğinde 5 proton ve 5 nötron olduğu anlamına gelir.
Borun elektron konfigürasyonu 1s² 2s² 2p¹‘dir. Bu, atomunda 3 değerlik elektronu olduğu anlamına gelir.
Değerlik elektronları, bir atomun kimyasal bağlar oluşturmasına izin veren elektronlardır.

Bağlanma Eğilimi

3 değerlik elektronuna sahiptir. Bu elektronları kullanarak kovalent bağlar oluşturabilir.
Kovalent bağlar, iki atom arasındaki elektronların paylaşılmasıyla oluşan bağlardır.

Birçok farklı elementle kovalent bağlar oluşturabilir.

Bileşik Oluşturma

Bor, birçok farklı elementle bileşik oluşturabilir. En yaygın bileşikleri şunlardır:

Borat mineralleri: Doğada bulunan bileşikleridir.
Boraks: Cam üretiminde kullanılan bir bor bileşiğidir.
Sodyum bor hidrit: Roket yakıtlarında kullanılan bir bor bileşiğidir.

Bor karbür: Aşındırıcı ve kesici aletlerde kullanılan bir bileşiğidir.
Bor nitrür: Yüksek sıcaklıklara dayanıklı seramiklerde kullanılan bir bor bileşiğidir.

Asidik ve Bazik Özellikler

Bor, hem asidik hem de bazik özellikler gösterebilir.
Suda çözündüğünde borik asit (H₃BO₃) oluşturur. Borik asit, zayıf bir asittir.
Bazı metallerle reaksiyona girerek borürler oluşturabilir. Borürler, bazik özellikler gösterir.

Yanıcı Olmama

Yanıcı değildir. Bu, borun kendi kendine alev alamayacağı anlamına gelir.

Diğer Kimyasal Özellikler

Oda sıcaklığında katı haldedir.
Borlar, suda çözünür.
Asitlere ve bazlara karşı dirençlidir.

Yer kabuğunda en fazla bulunan 51. element olup, doğada serbest halde bulunur. Tahmini olarak 250‘den fazla minerali ve bileşiği bulunmaktadır. Bor minerali metal ve ametal elementlerle yaptığı bileşiklerde farklı nitelikler kazanır bunun için sanayide birçok alanda kullanılmasına olanak verir.

Borun Yapısı

Bor Atomu

Atomu, 5 proton ve 5 nötron içeren bir çekirdeğe ve 5 elektrona sahiptir.
Elektron konfigürasyonu 1s² 2s² 2p¹’dir. Bu, bor atomunda 3 değerlik elektronu olduğu anlamına gelir.

Bağlanma ve Yapı Oluşturma

Bor, 3 değerlik elektronuna sahiptir. Bu elektronları kullanarak kovalent bağlar oluşturabilir.
Kovalent bağlar, iki atom arasındaki elektronların paylaşılmasıyla oluşan bağlardır.

Atomları, kovalent bağlar kullanarak farklı geometrilerde dizilebilir.

En Yaygın Bor Yapıları

Trigonal düzlemsel yapı: Bu yapıda, 3 bor atomu, bir düzlemde 120 derecelik açılarla düzenlenir. Bu yapı, bor triflorür (BF₃) gibi birçok bor bileşiğinde bulunur.

Tetragonal piramidal yapı: Bu yapıda, 4 bor atomu, bir piramit şeklinde düzenlenir. Bir bor atomu piramitin tepesinde, diğer 3 bor atomu ise tabanında bulunur. Bu yapı, bor tetraflorür (BF₄) gibi bazı bor bileşiklerinde bulunur.
Diğer Yapılar: Bor atomları, trigonal düzlemsel ve tetragonal piramidal yapılara ek olarak, zincirler, halkalar, küreler ve diğer karmaşık yapılarda da bulunabilir.

Borun yapısı, saflık derecesine ve formuna bağlı olarak değişebilir. Farklı elementlerle alaşım oluşturarak yeni ve farklı yapılara sahip bileşikler üretebilir.

Amorf bir toz halindeki bor elementi koyu kahverenginde, kristal halinin rengi ise, sarımsı kahverengidir. Görünüm ve optik özellikleri bakımından elmasa benzeyen kristalize bor hemen hemen elmasa eşdeğer sertliktedir. Elementinin,10B (% 18,8 ) ve 11B (% 81,2) olmak üzere iki doğal izotopu bulunur. Borun radyoaktif izotopları ise, 8B ve 12B‘dir (Okur, 2008; Greenwood ve Earnshaw, 1984; Greenwood, 1975).

Dünyadaki Bor Rezervi

Dünyada bor rezervinin toplandığı yerler; Güney-Orta Asya Orojenik Kemeri, Mojave Çölü, And Kemeri ve Rusyanın Doğusudur. Çizelge 1‘de bor rezervinin dünyadaki dağılımı gösterilmektedir. Dünyadaki rezervine bakıldığında yüzyıllarca kullanıma yetecek kadar bor vardır (BOREN, 2016).

Çizelge 1: Dünya bor rezervi (BOREN, 2016)

Doğada serbest halde bulunmaz, borat mineralleri olarak adlandırılan bileşikler halinde bulunur. Birçok farklı endüstriyel uygulamada kullanılan önemli bir elementtir. Dünyadaki bor rezervi, dört ana bölgeye dağılmıştır:

Güney-Orta Asya Orojenik Kemeri

Dünyadaki rezervlerinin %73’ü bu bölgede bulunur.
Türkiye, bu bölgenin en önemli üreticisi ülkesidir.
Türkiye’nin bor yatakları, Eskişehir, Kütahya, Uşak ve Balıkesir illerinde yer alır.

Mojave Çölü

Dünyadaki bor rezervlerinin %10’u bu bölgede bulunur.
Amerika Birleşik Devletleri, bu bölgenin en önemli üreticisi ülkesidir.

Amerika Birleşik Devletleri’nin yatakları, Kaliforniya eyaletinde yer alır.

And Kemeri

Dünyadaki rezervlerinin %7’si bu bölgede bulunur.

Şili, Arjantin ve Bolivya, bu bölgenin en önemli üreticisi ülkeleridir.
Bu ülkelerin bor yatakları, And Dağları’nın eteklerinde yer alır.

Rusya’nın Doğusu

Dünyadaki rezervlerinin %10’u bu bölgede bulunur.
Rusya, bu bölgenin en önemli üreticisi ülkesidir.
Rusya’nın yatakları, Sibirya bölgesinde yer alır.

Türkiye’de Bor Rezervi

Dünyadaki bor rezervinin yaklaşık olarak %73‘ü Türkiye‘de bulunmaktadır. Ülkemizdeki bu rezervleri Eskişehir, Kütahya, Balıkesir, Bursa bölgelerinde yer almaktadır. Türkiye‘de en çok rezervi olan bor mineralleri boraks (Na4B4O2.10H2O) ve Kolemanit (Ca2B6O11.5H2O)2‘tir. Ülkemizde bulunan bu minerallerden kolemanit Kütahya, Balıkesir ve Bursa‘da, Tinkal ise Eskişehir‘de bulunmaktadır. Bunların yanı sıra, Balıkesir – Bigadiç‘te üleksit (NaCaB5O9. 8H2O) yatağı bulunmaktadır (Eti Maden, 2018).

Dünyadaki rezervinin yaklaşık %73’ü Türkiye’de bulunmaktadır. Bu durum, Türkiye’yi bor madenciliği ve ihracatında dünya lideri yapmaktadır. Türkiye’deki rezervleri, Eskişehir, Kütahya, Balıkesir ve Bursa illerinde yer almaktadır. Bu illerde bulunan yatakları, jeolojik açıdan oldukça zengindir ve farklı mineralleri içerir.

En Çok rezervi Olan Bor Mineralleri

Türkiye’de en çok rezervi olan bor mineralleri şunlardır:

Boraks (Na₄B₄O₇·10H₂O): Cam üretiminde kullanılan en önemli hammaddelerden biridir.
Kolemanit (Ca₂B₆O₁₁·5H₂O): Bor üretiminde kullanılır.
Uleksit (NaCaB₅O₉·8H₂O): Optik camlarda ve deterjanlarda kullanılır.

Boraks pentahidrat (Na₂B₄O₇·5H₂O): Kozmetik ürünlerde ve deterjanlarda kullanılır.

Bor Yataklarının Bölgesel Dağılımı

Eskişehir: Tinkal (boraks) yatakları ile bilinir.

Kütahya: Kolemanit ve uleksit yatakları ile bilinir.
Balıkesir: Kolemanit ve üleksit yatakları ile bilinir.
Bursa: Kolemanit yatakları ile bilinir.

Bor Madenciliği ve İşleme

Türkiye’de bor madenciliği, açık işletme ve yeraltı işletme yöntemleri ile yapılmaktadır. Çıkarılan mineralleri, işleme tesislerinde işlenerek bor ve bor ürünleri haline getirilmektedir. Bor ürünlerinden bazıları şunlardır:

Bor oksit (B₂O₃): Cam üretiminde kullanılır.

Boraks (Na₂B₄O₇·10H₂O): Cam üretiminde, deterjanlarda ve gübrelerde kullanılır.
Sodyum bor hidrit (NaBH₄): Roket yakıtlarında ve indirgeme işlemlerinde kullanılır.
(B₄C) Bor karbür: Aşındırıcı ve kesici aletlerde kullanılır.

(BN) Bor nitrür: Yüksek sıcaklıklara dayanıklı seramiklerde kullanılır.

Bor ihracatı

Türkiye, bor ve ürünlerini birçok ülkeye ihraç etmektedir. Türkiye’nin en önemli müşterileri arasında Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa Birliği ülkeleri, Çin ve Japonya yer almaktadır.

Borun kullanım alanları

Çeşitli madencilik yöntemi ile elde edilen bor minareleri fiziksel ve kimyasal süreçlerden geçirilerek kullanıma uygun birçok kimyasallarına dönüştürülür. Dünya da türevlerinin kullanım alanlarını, % 47 cam (yalıtkan tipi cam elyafı, boroksilat cam), %16 tarım, %15 seramik-frit, % 2 deterjan – temizlik ürünleri olarak sınıflandırmak mümkündür. Geriye kalan %20‘ lik kısım ise elektronik sektörü, astronomi, nükleer sektöründe, polimer malzeme üretimi ve nanomalzeme üretim sektörlerinde kullanılmaktadır.

Türkiye‘de ise, bor türevleri %36 cam, %31 seramik, %9 deterjan, %7 tarım, %4 tutkal ve %14 diğer sektörler olmak üzere kullanım alanlarına sahiptir. Son zamanlarda kaya gazı üretiminde; sondaj kuyusunun yalıtılmış bölümüne pompalanan yüksek basınçlı su ile kuyu çevresinde çatlak oluşturma işlemi olan hidrolik çatlatmadaki sıvı çatlakların basınç düşmesinde kapanma riskini önlemek için kullanılmaktadır (Eti Maden, 2018).

Gıda ve çevrede bulunan bir mineraldir. İnsanlar ilaç olarak takviyeleri alırlar. Güçlü kemikler inşa etmek, osteoartriti tedavi etmek, kas inşa etmek ve testosteron seviyelerini artırmak için bir yardımcı olarak ve düşünme becerilerini ve kas koordinasyonunu geliştirmek için kullanılır.

Bor saça iyi gelir mi?

Normal saç büyümesi ve sağlığı için gerekli hayati bir eser mineral olan Bor, kalsiyum, magnezyum ve D vitamini alımını iyileştirir.

Bor insan vücudunda bulunur mu?

Meyvelerde, fasulyelerde ve diğer bitki bazlı gıdalarda en sık bulunan önemli bir elementtir. Bir mikro besin olarak kabul edilir, yani vücudunuzun çalışması için günlük olarak sadece küçük bir miktarına ihtiyacı vardır.

Bor yan etkileri var mı?

Daha yüksek dozlarda alındığında muhtemelen güvensizdir. Günde 20 mg’ın üzerindeki dozlar erkeklerde doğurganlık sorunlarına neden olabilir. Yüksek dozlar da zehirlenmeye neden olabilir. Zehirlenme belirtileri arasında sinirlilik, titreme, halsizlik, baş ağrısı, ishal, kusma ve diğer semptomlar bulunur.