Bor

Eigenschaften des Elements

Einordnung in das Periodensystem
der Elemente und Eigenschaften
Atombau
Ordnungszahl: 55 Protonen
5 Elektronen
2. Periode2 besetzte Elektronenschalen
III. Hauptgruppe3 Außenelektronen
Elektronenkonfiguration im Grundzustand

He 2s22p1

Elektronegativität2,0
Ionisierungsenergie in eV8,298
häufigste Oxidationszahlen

3

Atommasse des Elements in u10,81
Atomradius in 10- 1 0m0,88
Ionenradius in 10- 1 0m0,20 (+3)
Aggregatzustand im Normalzustandfest

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in Bild bei 25 °C2,34
Härte nach Mohsca. 10
Schallgeschwindigkeit in Bild16200
Schmelztemperatur in °C(2030)
spezifische Schmelzwärme in Bild2055,56
Siedetemperatur in °C3900
spezifische Verdampfungswärme in Bild49898,15
Standardentropie S0 in Bild6
Wärmeleitfähigkeit in Bild bei 27°C27,1
spezifische Wärmekapazität in Bild bei 25 °C1,26
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3 Bild
spez. elektrischer Widerstand in Bild0,018
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre,
Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)
0,0016

Schalenmodell

Bild

Periode: 2 (L)
Hauptgruppe: III
Außenelektronen: 3

Isotope des Elements

Ordnungszahl ZMassenzahl AAtommasse in uHäufigkeit
in %
Art der Strahlung
und Energie in MeV
Halbwertszeit
51010,012 93919,9%
1111,009 30580,1%

Energieniveauschema

Bild

Weitere Eigenschaften

Ähnlich wie Kohlenstoff gehört Bor zu den Nichtmetallen und tritt in mehreren Modifikationen auf. Neben dem schwarzen, glasig-amorphen Bor sind vier kristalline Modifikationen bekannt. Bor ist recht hitzebeständig und leitet den elektrischen Strom nicht. Seine Schmelz- und Siedetemperatur liegt ausgesprochen hoch. Bor ist unedel und wirkt als starkes Reduktionsmittel. Bei Zimmertemperatur ist Bor jedoch reaktionsträge. Je nach vorliegender Modifikation reagiert Bor bei höheren Temperaturen (ab 700 °C) mit Luftsauerstoff und brennt mit rötlicher Flamme. Bor reagiert mit Halogenen zu Borsalzen.

Entdeckung

Die wichtigste Verbindung von Bor, Borax, war schon sehr lange bekannt. Aber erst 1808 wurde das Element Bor von J. GAY-LUSSAC und L. J. THENARD aus seinem Oxid hergestellt. 1808 stellte auch der Engländer H. DAVY mithilfe der Elektrolyse Bor her, jedoch aus Borsäure. DAVY nannte das neue Element nach der Säure «Boracium». Die Bezeichnung Boracium wurde danach zu «Boron» verkürzt, im deutschen nur «Bor». 1814 gab J. J. BERZELIUS dem Element das Elementsymbol «B».

Vorkommen/Herstellung

Bor kommt eher selten auf der Erde vor. Elementar ist es nicht existent. In Verbindungen ist es im Gestein bzw. im Meerwasser enhalten. Bei dem Mineral - der Turmalin - handelt es sich um ein borhaltiges Cyclosilikat unterschiedlicher stöchiometrischer Zusammensetzung. Das Element wird aus Bor-(III)-oxid durch Reduktion mit Metallen (zum Beispiel Aluminium, Eisen oder Magnesium) unter Wärmeeinwirkung gewonnen. Bei einem anderen Verfahren wird Bor durch Schmelzflusselektrolyse aus Kaliumfluoroborat hergestellt. Auch die Reduktion von Borhalogeniden mithilfe von Wasserstoff wird angewendet, ebenso die thermische Zersetzung von Diboran.

Verwendung

Elementar findet Bor nur in geringem Maße Verwendung, z. B. als elektronische Bauteile (Borkristalle), Bestandteil von Raketentreibstoff (amorphes Bor) und zur Verstärkung von Kunststofffasern. Größere Bedeutung besitzen die Borverbindungen, das bekannte Borax als Glasur für Porzellan und Emaille und zur Herstellung von Spezialgläsern und die Borsäure als Desinfektionsmittel. Für Pflanzen stellt chemisch gebundenes Bor ein wichtiges Spurenlement dar.

Wichtige Verbindungen

  • Boride und Bornitride (z. B. Einsatz als Bordiamant oder Schleifmittel)
  • Borcarbid (Verwendung als Schleifmittel und für Panzerungen)
  • Ferrobor (für Spezialstähle)
  • Borax (Glasur für Porzellan und Emaille, zur Herstellung von Spezialgläsern)
  • Borsäure (Desinfektionsmittel)
  • Natriumperborat (Bleichmittel - Zusatzstoff in Waschmitteln)
  • Borate (Pflanzenschutz- und Düngemittel)

Bau

Die Modifikationen des Bors bestehen häufig aus BBild-Baueinheiten (Isokaeder).

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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