البورون مادة صلبة عند درجة الحرارة والضغط القياسيين (STP). لديه نقطة انصهار عالية جدًا تبلغ 2075 درجة مئوية ونقطة غليان تبلغ 4000 درجة مئوية، مما يعني أنه يظل صلبًا في درجة حرارة الغرفة. لا يمتلك البورون حالة سائلة أو غازية في الظروف العادية.
حسنًا، كانت تلك مجرد إجابة بسيطة. ولكن هناك بعض الأشياء الإضافية التي يجب معرفتها حول هذا الموضوع والتي ستجعل مفهومك واضحًا للغاية.
لذلك دعونا ننتقل مباشرة إلى ذلك.
الوجبات السريعة الرئيسية: هل البورون مادة صلبة أم سائلة أم غازية؟
- يتواجد البورون في صورة صلبة في درجة حرارة الغرفة بسبب ارتفاع درجات انصهاره وغليانه، بالإضافة إلى بنيته البلورية الفريدة.
- لا يوجد البورون بشكل عام في حالة سائلة عند الضغط الجوي ودرجة الحرارة العادية، لكنه يمكن أن ينصهر عند درجات حرارة وضغوط عالية للغاية.
- يمتلك البورون الصلب بنية بلورية ذات روابط تساهمية قوية وهو موصل رديء للحرارة والكهرباء. يمتلك البورون السائل بنية أقل تنظيمًا وكثافة أعلى ولزوجة أقل وخصائص معدنية بسبب زيادة الإلكترونات الحرة.
لماذا يوجد البورون في صورة صلبة في درجة حرارة الغرفة؟
يوجد البورون كمادة صلبة في درجة حرارة الغرفة لأنه يحتوي على نقطة انصهار ونقطة غليان عالية.
تبلغ درجة انصهار البورون حوالي 2075 درجة مئوية، ودرجة غليانه حوالي 4000 درجة مئوية. تعني درجات الحرارة المرتفعة هذه أن البورون بشكل عام لا يتواجد في حالة سائلة أو غازية عند درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي الطبيعي.
بالإضافة إلى ذلك، يتمتع البورون ببنية بلورية فريدة تساهم في حالته الصلبة في درجة حرارة الغرفة. يحتوي البورون على ترتيب معقد من الذرات في شبكته البلورية، مما يجعل من الصعب على الذرات التحرك وتفكيك البنية الصلبة.
وبشكل عام، فإن الجمع بين نقاط الانصهار والغليان العالية للبورون، إلى جانب بنيته البلورية الفريدة، يساهم في وجوده كمادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
هل يوجد البورون في الحالة السائلة؟
لا يتواجد البورون بشكل عام في الحالة السائلة عند الضغط الجوي ودرجة الحرارة العادية. ومع ذلك، من الممكن صهر البورون عن طريق تعريضه لدرجات حرارة وضغوط عالية للغاية.
على سبيل المثال، أظهرت الدراسات أن البورون يمكن أن يذوب ويشكل قطرات عند ضغوط ودرجات حرارة أعلى. يمكن إنشاء هذه الظروف القاسية باستخدام معدات متخصصة مثل خلايا السندان الماسية أو سندانات الألماس المسخنة بالليزر.
بالإضافة إلى ذلك، يتمتع البورون السائل بخصائص فريدة بسبب بنيته وعجزه الإلكتروني. من المعروف أن البورون السائل موصل رديء للكهرباء، وله توتر سطحي مرتفع، ويظهر سلوك سائل غير نيوتوني، مما يعني أن لزوجته تتغير تحت الضغط المطبق.
بشكل عام، على الرغم من وجود البورون بشكل عام في حالة صلبة عند درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي الطبيعي، فمن الممكن صهره عند درجات حرارة وضغوط عالية للغاية لتكوين سائل.
كيف يختلف البورون الصلب عن البورون السائل؟
هناك اختلافات ملحوظة بين البورون الصلب والبورون السائل في خواصهما الفيزيائية والكيميائية.
أولًا ، يمتلك البورون الصلب بنية بلورية تتميز بترتيب ذرات البورون في شبكة ثلاثية الأبعاد من الروابط التساهمية القوية. يمنح هذا الهيكل البورون الصلب صلابته المميزة وهشاشته وموصليته الكهربائية المنخفضة.
في المقابل، يحتوي البورون السائل على ترتيب أقل ترتيبًا وأكثر عشوائية للذرات بسبب الحركة الحرارية للجزيئات. تؤدي هذه العشوائية إلى إنتروبيا أعلى وبنية أقل تنظيما مقارنة بالبورون الصلب. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع البورون السائل بكثافة أعلى ولزوجة أقل من السوائل الأخرى عند درجات حرارة وضغوط مماثلة.
ثانيًا ، يعتبر البورون الصلب موصلًا سيئًا للحرارة والكهرباء بسبب تركيبه التساهمي وكثافة الإلكترون المنخفضة. في المقابل، يتمتع البورون السائل ببعض الخصائص الشبيهة بالمعادن، مثل الموصلية الحرارية والكهربائية العالية، والتي تعزى إلى زيادة عدد الإلكترونات الحرة في الحالة السائلة.
وأخيرًا ، البورون الصلب بشكل عام خامل وغير متفاعل بسبب روابطه التساهمية القوية، بينما البورون السائل أكثر تفاعلًا بسبب وجود الإلكترونات الحرة وقدرته على تكوين مركبات بينية مع عناصر أخرى. .
بشكل عام، يتمتع البورون الصلب والبورون السائل بخصائص فيزيائية وكيميائية متميزة، ويرجع ذلك أساسًا إلى اختلافاتهما في البنية والترابط.
قراءة متعمقة
هل الهيدروجين مادة صلبة أم سائلة أم غازية؟
هل الزئبق صلب أم سائل أم غازي؟
هل الفوسفور مادة صلبة أم سائلة أم غازية؟
هل الصوديوم مادة صلبة أم سائلة أم غازية؟
هل الأكسجين صلب أم سائل أم غازي؟