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Bor ( B )

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Allgemeine Beschreibung  

Das Element Bor wurde 1808 von L.J. Lussac und L.J. Thenard in Paris und Sir Humphrey Davey in London entdeckt.

Bor ist ein nichtmetallisches Element, das in verschiedenen Allotropen vorkommt. Es wird selten in natürlicher Umgebung angetroffen, sondern tritt in der Regel als Borat oder Orthoborsäure auf. Bor kommt in der Erdkruste mit einer Häufigkeit von 10 ppm vor; das häufigste Erz ist Borax (Na2B4O7 x 10H2O). Amorphes Bor ist das häufigste Allotrop und tritt als dunkles Pulver auf, das weder mit Wasser, Sauerstoff, Säuren und Alkalien reagiert. Von besonderer Bedeutung ist Bor in Atomreaktoren, wo Borstahl aufgrund seines Neutronenabsorptionsvermögens als Material für die Kontrollstäbe verwendet wird. Bor-Verbindungen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter auch die Herstellung verschiedener Glastypen und Detergentien.

Bor reagiert mit den meisten Metallen unmittelbar. Dies führt zur Bildung von Bormetallen, bei denen es sich um harte, inerte Binär-Verbindungen mit unterschiedlichen Formeln und Anordnungen der Bor-Atome handelt. So kommt es z.B. zu folgenden Verbindungen: Einzelatom (M2B), Paaratome (M3B2), Einzel- und Doppelketten (MB, M3B4), Platten (MB2), B6 Achtflächner (MB6) und B12 Molekülagglomerate (B12). Bor bildet ebenfalls eine Binärverbindung, Borstickstoff oder Bornitrid, das insbesondere deshalb interessant ist, da es mit Kohlenstoff isoelektrisch ist und in zwei strukturellen Modifikationen auftritt: Bei der einen handelt es sich um eine Schichtstruktur, die der von Graphit ähnelt und weich und schmierig ist, während die andere aufgrund des hohen Drucks, unter dem sie geformt wird, eine sehr harte, stabile, dreiflächige Struktur wie der Diamant aufweist.

   

Atomische Eigenschaften

Atomgewicht ( amu ) 10,81
Atomradius - Goldschmidt ( nm ) 0,097
Elektronenstruktur He 2s2 2p1
Ionisationspotential Nr. eV
1 8.30
2 25.2
3 37.9
4 259
5 340
Kristallstruktur tetragonal
Natürliche Isotopenverteilung Massenzahl %
10 19.8
11 80.2
Ordnungszahl 5
Photoelektrische Austrittsarbeit ( eV ) 4,5
Thermischer Neutronenabsorptionsquerschnitt ( Barns ) 672
angegebene Valenzen 3

Elektrische Eigenschaften

Elektrischer Widerstand bei 27C ( µOhmcm ) 1,8x1012

Mechanische Eigenschaften

Materialzustand Lichtbogen geschmolzen
E-modul im Zugversuch ( GPa ) 441
Härte - Mohs 9,5
Zugfestigkeit ( MPa ) 1580-2410

Physikalische Eigenschaften

Dichte bei 20C ( g cm-3 ) 2,34-2,37
Schmelzpunkt ( C ) 2180
Siedepunkt ( C ) 3700

Thermische Eigenschaften

Latente Schmelzwärme ( J g-1 ) 2090
Latente Verdampfungswärme ( J g-1 ) 35000
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient bei 0-100C ( x10-6 K-1 ) 8,3
Spezifische Wärme bei 25C ( J K-1 kg-1 ) 1030

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