ബോറോൺ – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

ഡോ. മുഹമ്മദ് ഷാഫി

രസതന്ത്ര അദ്ധ്യാപകന്‍

ലൂക്ക – ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാര്‍ഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു. അഞ്ചാം ദിവസമായ ഇന്ന് ബോറോണിനെ പരിചയപ്പെടാം.

“ഞാൻ ബോറോൺ .ഇപ്പോൾ നൂറ്റിപ്പതിനെട്ടു അംഗങ്ങളുള്ള ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ അഞ്ചാമൻ . നൂറ്റിപ്പതിനെട്ടുപേരിൽ അഞ്ചാം സ്ഥാനം കിട്ടിയത് എൻ്റെ ഏതോ മേൻമകൊണ്ടൊന്നുമല്ലേ! എൻ്റെ ന്യൂക്ലിയസിൽ അഞ്ച് പ്രോട്ടോണുകളേയുള്ളൂ .അതിനാൽ ആവർത്തന നിയമമനുസരിച്ചു എന്നെ അഞ്ചാം സ്ഥാനത്തേ പ്രതിഷ്ഠിക്കാനാകൂ.എന്നാൽ എന്നെയും ഞാനടങ്ങുന്ന സംയുക്തങ്ങളെയും ഉപയോഗിച്ച് മനുഷ്യർ ഉണ്ടാക്കിയ നേട്ടങ്ങൾ പരിഗണിച്ചാൽ എന്റെ സ്ഥാനം വളരെ ഉയരത്തിലാണ് ! സംശയം ഉള്ളവർ (ഇല്ലാത്തവരും !) തുടർന്ന് വായിക്കുക “.

ബോറാക്സ് (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O), കെർനൈറ്റ് (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·2H₂O) എന്നീ ഖനിജങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ബോറോൺ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത് . തുർക്കി, അമേരിക്ക, റഷ്യ എന്നീരാജ്യങ്ങളിലാണ് ഈ മിനറലുകൾ പ്രധാനമായും കണ്ടുവരുന്നത്  .ബ്രിട്ടീഷുകാരനായ ഡേവി (Humphry Davy) ഫ്രഞ്ച് ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പിൽ ഉണ്ടായിരുന്ന ഗേ-ലൂസ്സാക് (Gay-Lussac) ,തെനാട് (Jaques Thenard) എന്നീ രണ്ടു ഗ്രൂപ്പുകളും  സ്വതന്ത്രമായാണ് ബോറോൺ  വേർതിരിച്ചെടുത്തത്. 1808ൽ ബോറിക് ആസിഡിനെ (H₃BO₃) പൊട്ടാസ്യം കൊണ്ട് നിരോക്സീകരിച്ചാണ് ഇത് സാധ്യമാക്കിയത്. ആധുനിക രീതിയിൽ  ബോറോൺ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ ബോറോൺ സെസ്‌ക്യുഓക്സൈഡിനെ (B₂O₃) സോഡിയം കൊണ്ട് നിരോക്സീകരിക്കുന്നു. ഇതിനാവശ്യമായ  ബോറോൺ സെസ്‌ക്യുഓക്സൈഡ് നിർമിക്കുന്നത് ബോറാക്സിൽ നിന്നാണ് .

ഇപ്രകാരം ലഭിക്കുന്ന കറുത്ത നിറമുള്ള ബോറോണിന്  95-98% പരിശുദ്ധിയെ കാണൂ. കൂടുതൽ ശുദ്ധമായ ബോറോൺ ക്രിസ്റ്റലുകൾ ലഭിക്കാൻ ബോറോൺ ട്രൈക്ളോറൈഡിനെ ഹൈഡ്രജൻ കൊണ്ട് ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ  നിരോക്സീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട് .ഇപ്രകാരം ലഭിക്കുന്ന ബോറോണിന്റെ ദ്രവണാങ്കം 2180^oC ആണ്.ബോറോണിന് രണ്ടു ഐസോടോപ്പുകളാണുള്ളത്, ബോറോൺ -10ഉം ബോറോൺ -11ഉം. ഇവയുടെ സാന്നിധ്യം ഇരുപതു ശതമാനവും എൺപതു ശതമാനവും ആകയാൽ ബോറോണിന്റെ അറ്റോമിക് മാസ് അതിന്റെ  ശരാശരിയായ 10.81 ആണ്. ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഗ്രൂപ് പതിമൂന്നിൽ (പഴയ രീതി അനുസരിച്ചു ഗ്രൂപ് 3A) ഒന്നാമത്തെ മൂലകമാണിത്. ഈ ഗ്രൂപ്പിലെ മറ്റെല്ലാ മൂലകങ്ങളും ലോഹങ്ങളാണെങ്കിലും ബോറോൺ ഒരു അലോഹമാണ്.

നമ്മുടെ നിത്യജീവിതത്തിലും ബോറോണിന് വലിയ സ്ഥാനമുണ്ട്. സാധാരണ ഗ്ളാസ്സിൽ തിളയ്ക്കുന്ന  വെള്ളമൊഴിച്ചാൽ പൊട്ടിപ്പോകാനിടയുണ്ട്. എന്നാൽ ബോറോൺ അടങ്ങിയ ബോറോസിലിക്കേറ്റ് ഗ്ലാസ്  പൊട്ടിപ്പോകുന്നതല്ല . ഒരിക്കലെങ്കിലും കാരംസ് കളിക്കാത്തവരുണ്ടോ? കാരം ബോർഡിൽ ഘർഷണം കുറച്ചു കളി സുഗമമാക്കാൻ ബോർഡിൽ തൂവുന്നതു ബോറിക് പൌഡർ ആണെന്നറിയാമല്ലോ. സ്വർണാഭരണം നിർമിക്കുന്നവർ സ്വർണം വിളക്കിച്ചേർക്കുന്ന അവസരത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന ‘പൊൻകാരം’ ബോറാക്സ് ആണ്. സോഡിയം പെർബോറേറ്റ് ശക്തികുറഞ്ഞ ഒരു ബ്ലീച് ആയും അണുനാശിനിയായും പ്രവർത്തിക്കും. അതിനാൽ പല്ല് വെളുക്കാനായി ടൂത്ത് പേസ്റ്റിലും വസ്ത്രങ്ങൾ തിളങ്ങാനായി അലക്കു പൊടികളിലും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ബോറിക് ആസിഡിനും അണുനാശക ഗുണങ്ങളുണ്ട്. തൊലിയിൽ പുരട്ടാവുന്ന ചില ഓയിന്റ്മെന്റുകളിൽ ഇതിന്റെ സാന്നിധ്യമുണ്ട്. ഇതിന്റെ നേർത്ത ലായനികൊണ്ടു കഴുകിയാൽ ചെങ്കണ്ണു രോഗം ശമിക്കുമത്രേ.

ശക്തി കുറഞ്ഞ ഒരു കീടനാശിനിയായും ബോറിക് ആസിഡ് പ്രവർത്തിക്കും .കൂറ (cockroach), ഉറുമ്പ്, വണ്ടുകൾ, ഇരട്ടവാലൻ (silver fish), എന്നിവയുടെ നിയന്ത്രണത്തിനും ഇത് പ്രയോജനപ്പെടുന്നു. ചൂടാക്കിയ ബോറാക്സ് ലായനിയിൽ മുക്കിയെടുത്ത മരം കൊണ്ടുള്ള ഉരുപ്പടികൾ കീടങ്ങളുടെ ആക്രമണത്തെ ചെറുക്കാൻ കഴിവുള്ളവയാണ്. സസ്യങ്ങൾക്ക് അത്യാവശ്യമായ ഒരു സൂക്ഷ്മ മൂലകവുമാണ് (micronutrient) ബോറോൺ. ബോറോൺ കാർബൈഡും ബോറോൺ നൈട്രൈഡും കാഠിന്യത്തിൽ വജ്രത്തിന്റെ  അടുത്ത് വരുമെന്നതിനാൽ വെടിയുണ്ട ഏൽക്കാത്ത വസ്ത്രം (bullet-proof vest) നിർമിക്കുന്നതിനും ഉരക്കല്ലായും (abrasive) ഇവ  ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളിൽ ന്യൂക്ലിയസുകളെ ന്യൂട്രോൺ ഉപയോഗിച്ചാണല്ലോ പിളർക്കുന്നത്. അതിനാൽ ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം ക്രമാതീതമായി വർധിച്ചാൽ റിയാക്ടർ പൊട്ടിത്തെറിക്കാനിടയുണ്ട്. ഇതൊഴിവാക്കാൻ ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്തു അവയുടെ എണ്ണം നിയന്ത്രിക്കാൻ ‘നിയന്ത്രണ ദണ്ഡുകൾ’ (control rods) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത്തരം ദണ്ഡുകളിലെ ഒരു പ്രധാന ഘടകം ബോറോൺ ആണ്.

ബോറോൺ സംയുക്തങ്ങൾ കത്തുമ്പോൾ പച്ചനിറം ഉൽപാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ കരിമരുന്നു പ്രയോഗത്തിൽ (Fire works) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചെമ്പ്, ഇരുമ്പ്, ക്രോമിയം, മാൻഗനീസ്‌, കൊബാൾട്, നിക്കൽ എന്നീ ലോഹങ്ങളുടെ സംയുക്തങ്ങൾ കുറഞ്ഞ അളവിൽ ബോറാക്സുമായി കലർത്തി ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ ചൂടാക്കിയാൽ നിശ്ചിത നിറമുള്ള മണികൾ ഉണ്ടാകുന്നു. ഇതിന്റെ നിറം അനുസരിച്ചു ഏതു ലോഹമാണെന്നു കണ്ടുപിടിക്കാനാകും. ബോറാക്സ് മണി പരീക്ഷണം (Borax bead test) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പരീക്ഷണം അനേകവർഷങ്ങളായി ഗുണാത്മക വിശ്ലേഷണത്തിൽ (Qualitative analysis) ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു .

ബോറേനുകളും ആൽക്കയിൽ ബോറേനുകളും ,സോഡിയം ബോറോഹൈഡ്രൈഡ് , ബോറോണിക് ആസിഡ് തുടങ്ങിയ ബോറോൺ സംയുക്തങ്ങൾ കാർബണിക സംയുക്തങ്ങളുടെ സംശ്ലേഷണത്തിൽ (Organic synthesis) വലിയ പ്രാധാന്യം അർഹിക്കുന്നവയാണ്.

ഡൊബൊറൈന്‍

പഴയ രീതി അനുസരിച്ചു ബോറോൺ ഗ്രൂപ് 3A ൽ ആണെന്ന് സൂചിപ്പിച്ചുവല്ലോ. ഇതനുസരിച്ചു ബോറോണിന്റെ സംയോജകത (valency) മൂന്നു ആയിരിക്കും. അങ്ങനെയെങ്കിൽ ബോറോൺ   സ്ഥിരതയുള്ള BH₃ എന്ന രാസ സൂത്രമുള്ള തന്മാത്ര രൂപം കൊള്ളേണ്ടതാണ്. എന്നാൽ ഈ തന്മാത്രകൾ സ്ഥിരത ഇല്ലാത്തതും പെട്ടെന്ന് രണ്ടെണ്ണം കൂടിച്ചേർന്നു B₂H₆ ആയിത്തീരുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ തന്മാത്രകളിലെല്ലാം ബോറോൺ സഹസംയോജക ബന്ധനമാണ് സ്വീകരിക്കുന്നത്. B2H6 ൽ സാധാരണഗതിയിലുള്ള സഹസംയോജക ബന്ധനമാണുള്ളതെങ്കിൽ ആകെ പതിനാലു സംയോജക ഇലക്ട്രോണുകൾ വേണം. എന്നാൽ രണ്ട്‌ ബോറോണുകളിലായി ആറെണ്ണവും ആറു ഹൈഡ്രജനുകളിൽനിന്നു ആറെണ്ണവുമടക്കം പന്ത്രണ്ടു എണ്ണമേയുള്ളു. ശാസ്ത്ര ലോകത്തെ അതികായന്മാരെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തുകയും ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാക്കുകയും ചെയ്ത ഒന്നാണിത്. ഇന്ന് സ്വീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ഡൈബോറേൻ (Diborane :  B₂H₆ ) ഘടനയിൽ അനേകം പേരുടെ കൈയ്യൊപ്പ് പതിഞ്ഞിട്ടുള്ളതാണ്. അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ലിപ്സു കോമ്പിനു (W.N. Lipscomb) 1976 ൽ ഈ മേഖലയിലെ സംഭാവനകളെ പരിഗണിച്ചു നോബൽ സമ്മാനം നൽകി ആദരിച്ചിട്ടുണ്ട് .

ബോറോൺ സംയുക്തങ്ങളെ ഉപയോഗിച്ച് കാർബണിക സംയുക്തങ്ങളുടെ സംശ്ലേഷണത്തിൽ നൽകിയ വിലയേറിയ സംഭാവനകൾക്കാണ് ബ്രൗണിന് (H.C.Brown) 1979 ൽ  നോബൽ സമ്മാനം കിട്ടിയത്.

ബോറോൺ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഘടന സംബന്ധിച്ച പഠനങ്ങളിൽ വിലപ്പെട്ട സംഭാവനകൾ നൽകിയ മലയാളി ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്‌ ഇ.ഡി.ജെമ്മിസ് (E.D.Jemmis).  Closed macropolyhedral വിഭാഗത്തിൽ ഉള്ള സംയുക്തങ്ങളുടെ ഘടനകളെ  സംബന്ധിച്ച Jemmis’ rule അദ്ദേഹത്തിന്റെ സംഭാവനയാണ്.

പ്രധാന വസ്തുതകള്‍  

Happy

1 100 %

Sad

0 0 %

Excited

0 0 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %