बोरॉनची अभिक्रियाशीलता
बोरॉन (B) हे एक आकर्षक मूलद्रव्य आहे ज्याला मेटालॉइड (metalloid) म्हणून वर्गीकृत केले जाते, याचा अर्थ ते धातू आणि अधातू यांच्या दरम्यानचे गुणधर्म दर्शवते. त्याचे रासायनिक वर्तन प्रामुख्याने सहसंयुजी (covalent) असते, इलेक्ट्रॉनची देवाणघेवाण करून स्थिर संयुगे तयार करते. त्याच्या मूलभूत स्वरूपात, बोरॉन अनाकार (अनाकार) (पावडर) किंवा स्फटिकासारखे (crystalline) अपरूप (allotropes) म्हणून अस्तित्वात असू शकते. स्फटिकासारखे बोरॉन अत्यंत कठीण आणि सामान्य तापमानावर तुलनेने निष्क्रिय असते. अनाकार बोरॉन, बारीक विभाजित असल्यामुळे, त्याच्या वाढलेल्या पृष्ठभागाच्या क्षेत्रामुळे (surface area) सामान्यतः जास्त अभिक्रियाशीलता दर्शवते.
पाण्यासोबतची अभिक्रिया
मूलभूत बोरॉन सामान्य वातावरणीय तापमानावर पाणी किंवा वाफेशी अभिक्रिया करत नाही. त्याचा उच्च वितळबिंदू (melting point) आणि मजबूत सहसंयुजी बंध (covalent bonds) त्याला पाण्याच्या हल्ल्यापासून प्रतिरोधक बनवतात. तथापि, अत्यंत उच्च तापमानात (700°C पेक्षा जास्त), विशेषतः वाफेशी, अनाकार बोरॉन बोरिक ऍसिड आणि हायड्रोजन वायू तयार करण्यासाठी अभिक्रिया करू शकते. ही अभिक्रिया दैनंदिन परिस्थितीत सामान्य किंवा तीव्र नसते.
हवेसोबतची अभिक्रिया
बोरॉनची हवेसोबतची अभिक्रिया सामान्य तापमानावर मर्यादित असते. ते वातावरणातील हवेत लगेच खराब होत नाही किंवा ऑक्सिडाइज (oxidize) होत नाही. गरम केल्यावर, विशेषतः 700°C च्या वर, बोरॉन हवेतील ऑक्सिजनशी अभिक्रिया करून बोरॉन ट्रायऑक्साईड ($\text{B}_2\text{O}_3$) तयार करते. ही अभिक्रिया उष्णताक्षेपी (exothermic) आहे आणि अनाकार बोरॉन पावडरसह अधिक सहजपणे दिसून येते. समीकरण: $4\text{B}(\text{s}) + 3\text{O}_2(\text{g}) \xrightarrow{\text{heat}} 2\text{B}_2\text{O}_3(\text{s})$ तयार झालेले बोरॉन ट्रायऑक्साईड हे काचेसारखे, अपघर्षक (refractory) पदार्थ आहे.
विषारीपणा
मूलभूत बोरॉन कमी विषारी मानले जाते. बोरिक ऍसिड आणि बोरेक्स (borax) यांसारखी बोरॉन संयुगे अधिक सामान्यपणे आढळतात. उदाहरणार्थ, बोरिक ऍसिडचा उपयोग भारतात आणि जागतिक स्तरावर सौम्य जंतुनाशक (antiseptic) आणि कीटकनाशक (insecticide) म्हणून केला जातो, परंतु मोठ्या प्रमाणात सेवन केल्यास ते विषारी असू शकते. वनस्पतींसाठी, बोरॉन एक आवश्यक सूक्ष्म पोषक (micronutrient) आहे आणि ते मानवी चयापचयात (metabolism) भूमिका बजावते, जरी मानवांसाठी त्याची आवश्यक्यता अजूनही सक्रिय संशोधनाखाली आहे. मूलभूत बोरॉन आणि त्याच्या अनेक संयुगांची कमी विषारीपणा त्यांना विविध अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनवते, जसे की बोरोसिलिकेट ग्लास (borosilicate glass) च्या निर्मितीमध्ये, ज्याला सामान्यतः पायरेक्स (Pyrex) म्हणून ओळखले जाते, आणि त्याच्या उष्णता प्रतिरोधकतेमुळे भारतीय प्रयोगशाळा आणि स्वयंपाकघरांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
किरणोत्सर्गिता
नैसर्गिकरित्या आढळणारे बोरॉन किरणोत्सर्गी (radioactive) नाही. त्यात प्रामुख्याने दोन स्थिर समस्थानिके (stable isotopes) असतात: बोरॉन-10 ($^{10}\text{B}$) आणि बोरॉन-11 ($^{11}\text{B}$). बोरॉन-10 न्यूट्रॉन (neutrons) प्रभावीपणे शोषून घेण्याच्या क्षमतेसाठी विशेषतः महत्त्वपूर्ण आहे, हा गुणधर्म तारापूर, महाराष्ट्र किंवा कैगा, कर्नाटक येथील अणुभट्ट्यांमध्ये (nuclear reactors) वापरला जातो, जिथे ते नियंत्रण कांड्यांमध्ये (control rods) किंवा न्यूट्रॉन संरक्षण सामग्रीमध्ये (neutron shielding materials) समाविष्ट केले जाते. हा न्यूट्रॉन शोषण गुणधर्म त्याला किरणोत्सर्गी बनवत नाही, तर अणु प्रक्रिया व्यवस्थापित करण्याचे एक साधन आहे.
ज्वलनशीलता
मूलभूत बोरॉन, विशेषतः बारीक पावडर स्वरूपात, हवेत विखुरल्यावर ज्वलनशील (flammable) असू शकते. अनेक बारीक विभाजित घन पदार्थांप्रमाणे, ऑक्सिजनच्या संपर्कात आलेले मोठे पृष्ठभागाचे क्षेत्र (surface area) प्रज्वलित झाल्यावर ज्वलनाकडे (combustion) नेऊ शकते. तथापि, त्याच्या मोठ्या, स्फटिकासारख्या स्वरूपात, बोरॉन सामान्य परिस्थितीत ज्वलनशील मानले जात नाही आणि हवा किंवा ऑक्सिजनमध्ये प्रज्वलित होण्यासाठी आणि जळण्यासाठी खूप उच्च तापमान लागते. जेव्हा ते जळते, तेव्हा ते बोरॉन ट्रायऑक्साईड तयार करते.
बोरॉनची एक महत्त्वपूर्ण रासायनिक अभिक्रिया
बोरॉनशी संबंधित एक उल्लेखनीय रासायनिक अभिक्रिया म्हणजे बोरॉन ट्रायफ्लोराइड ($\text{BF}_3$) चे संश्लेषण (synthesis). बोरॉन ट्रायफ्लोराइड एक अत्यंत बहुमुखी (versatile) आणि प्रभावी लुईस ऍसिड (Lewis acid) आहे, जे सेंद्रिय रसायनशास्त्रात (organic chemistry) उत्प्रेरक (catalyst) म्हणून महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, विशेषतः अल्किलीकरण (alkylation), असिलीकरण (acylation) आणि पॉलिमेरायझेशन (polymerization) सारख्या प्रक्रियेमध्ये. ते बोरॉन ट्रायऑक्साईडची हायड्रोजन फ्लोराइडशी अभिक्रिया करून तयार केले जाऊ शकते: समीकरण: $\text{B}_2\text{O}_3(\text{s}) + 6\text{HF}(\text{g}) \rightarrow 2\text{BF}_3(\text{g}) + 3\text{H}_2\text{O}(\text{g})$ बोरॉन ट्रायफ्लोराइडचा मजबूत इलेक्ट्रॉन-स्वीकरण स्वभाव बोरॉन अणूभोवतीच्या इलेक्ट्रॉन कमतरतेमुळे उद्भवतो, ज्यामुळे ते विविध रासायनिक बदलांसाठी एक उत्कृष्ट इलेक्ट्रोफाइल (electrophile) बनते।