ELEMENTDATEN
Position von Bor im PSE

Bor (OZ: 5)
III. Hauptgruppe
Borgruppe
Normalzustand
Feststoff - Nichtmetall
amorph oder kristallin in 6 Modifikationen
7440-42-8
5
10,811
2,60

83,0 pm
23 (+3) pm
88 pm
Konfiguration [He] 2s² 2p
Oxidationszahlen 3
Ionisierungseng. 8,298
Dichte 2,46 g/cm³

2,04
2,0
4,29 eV

2573.0 K
2300 °C
2823.0 K
2550 °C
Natürliche Isotope
B-10: 20,0%, B-11: 80,0%
Entdeckung
1808
Davy u. Gay-Lussac
England u. Frankreich
amorphes oder kristallines Nichtmetall in 6 Modifikationen

Bor

Symbol: B
Ordungszahl: 5

III. Hauptgruppe (Borgruppe)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Verbindungen
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

boron (lat.); von buraq (arab.) abgeleitet: Borax (engl.: boron)

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Entdeckung

Während eine der wichtigsten Verbindungen des Bors, der Borax (Na2B4O7 x 10 H2O) bereits im Mittelalter den arabischen Alchimisten bekannt war, konnte es in elementarer Form erst seit dem frühen 19. Jahrhundert dargestellt werden. Der Engländer Humphry Davy war 1808 bei elektrochemischen Experimenten auf das Element gestoßen. Im selben Jahr wurde es parallel auch in Paris von Lussac und Thenard nachgewiesen.

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Vorkommen

Bor ist ein Element der zweiten Periode und der III. Hauptgruppe mit der Ordnungszahl 5. Es ist im Gegensatz zu den anderen Elementen seiner Gruppe (Aluminium, Gallium, und Thallium) ein Nichtmetall. In der Natur kommt es nur in gebundener Form vor. Es ist sehr selten. Am Aufbau der Erdkruste ist es nur mit 10 ppm beteiligt und in seiner Häufigkeit mit (12 ppm) und (9,5 ppm) vergleichbar. Es kommt fast ausschließlich in Form von Bormineralen oder -silicaten vor. Standorte, die reich an Bor sind − wie z.B. die toskanischen Fumarolen -, enthalten das Element auch in Form von Borsäure. Wichtige Minerale sind Borazit (Staßfurtit), Borax, Ulexit, Kernit und Colemanit. Umfangreichere Vorkommen werden in der Türkei und in Kalifornien abgebaut. Einzelne Lagerstätten wurden auch in der GUS, in Tibet und Argentinien entdeckt. Pflanzen enthalten Bor bezogen auf ihr Trockengewicht üblicherweise in Größenordnungen von 30 − 75 ppm. Bei Werten über 100 ppm muß mit toxischen Wirkungen gerechnet werden. Eine Gesamtkonzentration von nicht mehr als 25 ppm gilt als tolerabel. Dies ist insofern von Bedeutung, als daß Getreidearten relativ empfindlich gegenüber höheren Konzentrationen sind. Die mittleren Werte für Meerwasser werden mit 4 bis 5 ppm angegeben.

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Eigenschaften

Das Element ist ein Nichtmetall, das in mehreren Modifikationen auftritt und unter Normalbedingungen recht reaktionsträge ist. Je nach Art der Gewinnung liegt es als braunes, amorphes Pulver oder in Form metallisch glänzender, grauschwarzer, sehr harter Kristalle vor. Bor ist ein äußerst hitzebeständiger Feststoff mit geringer Dichte und niedriger elektrischer Leitfähigkeit. Unter den Nichtmetallen hat nur einen höheren Schmelzpunkt als Bor. Das Element nimmt in vieler Hinsicht eine Sonderstellung ein. In seinen Eigenschaften zeigt es Ähnlichkeiten mit dem benachbarten Kohlenstoff, aber auch mit Silicium. Mit diesen beiden Elementen hat es die ausgeprägte Neigung zur Bildung kovalenter Bindungen gemeinsam. Es besitzt aber ein Valenzelektron weniger als zur Verfügung stehende Valenzorbitale und unterscheidet sich durch diesen Elektronenmangel von ihnen. Von allen übrigen Elementen unterscheidet sich Bor nicht nur durch die einzigartige strukturelle Vielfalt seiner kristallinen Erscheinungsformen, sondern auch durch die große Komplexität seiner anorganischen Chemie. Eine wichtige Ursache hierfür ist seine geringe Größe bei gleichzeitig hoher Ionisierungsenergie. Die Bindungsenergie ist so ausgeprägt, daß keinerlei Neigung zur Bildung einwertiger Verbindungen besteht, wie dies bei den anderen Elementen seiner Gruppe der Fall ist. Bor zeigt eine große Affinität zu Sauerstoff. Seine geringe Größe ermöglicht die Darstellung legierungsartiger Einlagerungsverbindungen − die sog. Metallboride.

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Borverbindungen

Mehr als 200 binäre Boridverbindungen sind gegenwärtig bekannt. Metallreiche Boride sind außerordentlich hart und hitzebeständig. Die elektrische Leitfähigkeit übersteigt vielfach die der Ausgangsmetalle. Von ähnlichem Interesse sind die Borane − also der Verbindungen von Bor und Wasserstoff. Die Aufklärung ihrer Chemie und die der verwandten Carbaborane war im vergangenen Vierteljahrhundert eines der dynamischsten Entwicklungsfelder der anorganischen Chemie. Bor ist vor allem für pflanzliche Organismen essentiell, nicht aber für den Menschen. Bei Grünalgen und höheren Pflanzen ist es ein Mikronährstoff. Mangelzustände verursachen beispielsweise bei Rüben die sog. Trockenfäule. − Wichtige Borverbindungen sind: Boroxid, Borcarbid, Borax, Borsäure und Bornitrid.

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Isotope

Bor hat zwei stabile Isotope, von denen das mit der Massenzahl 11 einen Anteil von 80% hat. Das andere hat die Massenzahl 10 und einen Anteil von 20%. Alle instabilen Isotope zerfallen innerhalb von wenigen Millisekunden.

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Verwendung

Elementares Bor findet keine große Verwendung. Von wirtschaftlicher Bedeutung sind neben den Boriden vor allem die Boratminerale. Die chemischen Produkte dieser Minerale haben die unterschiedlichsten Einsatzbereiche: Sie werden für hitzebeständige Gläser und Porzellanemaille, für Reinigungsmittel, Seifen und Kosmetika, für Pestizide und Düngemittel eingesetzt. Darüber hinaus finden sie Anwendung in der Kerntechnik. Metallische Boride finden wegen ihrer Widerstandsfähigkeit und Beständigkeit vielfach in der Montanindustrie Anwendung: Sie werden in Schmelztiegeln, Verdampfungsgefäßen und als Auskleidung von Verbrennungsöfen verwendet. Borcarbid wird überwiegend als Schleifmaterial, aber auch für Brems- und Kupplungsbelege verwendet. Berylliumborid wird neben Borcarbid in kugelsicheren Westen und Flugzeugpanzerung verarbeitet.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Bor
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