Das chemische Element Bor hat die Ordnungszahl 5 und den Buchstaben B in seinem Symbol. Es ist ein sprödes, schwarzes, glänzendes Halbmetall in Form eines amorphen braunen Pulvers und Kristalls. Bor, das leichteste Element der Borgruppe, hat drei Valenzelektronen, die es ihm ermöglichen, kovalente Bindungen zu bilden und eine Vielzahl von Verbindungen herzustellen, darunter Borsäure, Natriumborat und extrem harte Kristalle aus Borcarbid und Bornitrid.
Bor ist ein Element, das im Sonnensystem und in der Erdkruste in geringer Menge vorkommt, da es nur durch Emission kosmischer Strahlung und Supernovae und nicht durch stellare Nukleosynthese produziert wird. Es macht etwa 0,001 Prozent des Schalengewichts aus.
Es macht etwa 0,001 Prozent des Gewichts der Erdkruste aus. Es konzentriert sich auf der Erde wegen der Boratmineralien, einigen seiner häufigsten natürlich vorkommenden Komponenten. Evaporite wie Borax und Kernit werden für die industrielle Nutzung abgebaut. Die Türkei, das Land mit den meisten Bormineralien, verfügt über die größten bekannten Vorkommen.
Meteoroide enthalten eine geringe Menge des Halbmetallelements Bor, aber ansonsten kommt Bor in der Natur auf der Erde nicht vor. Das extrem reine Element ist aufgrund von Verunreinigungen durch Kohlenstoff oder andere schwer zu extrahierende Elemente im industriellen Maßstab schwer herzustellen. Es gibt verschiedene Formen von Bor, darunter amorphes Bor, das ein braunes Pulver ist, und kristallines Bor, das extrem hart, silbrig bis schwarz und bei Umgebungstemperatur ein schlechter elektrischer Leiter ist.
Die Hauptanwendung des Elements liegt in Borfilamenten, die ähnlich wie Kohlenstofffasern in verschiedenen hochfesten Materialien verwendet werden.
Chemische Verbindungen sind die Hauptanwendung für Bor. Die Produktion eines Zusatzstoffs, der in Glasfasern für Konstruktionsmaterialien und Isolierungen verwendet wird, macht etwa die Hälfte der gesamten weltweiten Verwendung aus. Die zweitbeliebteste Anwendung sind hochfeste, leichte Struktur- und hitzebeständige Materialien aus Polymeren und Keramiken. Borosilikatglas wird gegenüber normalem Kalk-Natron-Glas aufgrund seiner erhöhten Festigkeit und Beständigkeit gegen Temperaturwechsel bevorzugt. Beim Natriumperborat wirkt es als Bleichmittel. In geringen Mengen wird es als reaktives Zwischenprodukt bei der Herstellung von organischen Feinverbindungen und als Dotierstoff in Halbleitern verwendet. Einige borhaltige organische Arzneimittel werden verwendet oder untersucht.
Natürliches Bor besteht aus zwei stabilen Isotopen, von denen eines (Bor-10) zahlreiche Anwendungen als Neutroneneinfangmittel hat.
Biologie und Bor haben fast sehr wenig gemeinsam. Es besteht kein Konsens darüber, dass es für das Leben von Säugetieren notwendig ist. Borate werden gelegentlich als Pestizide verwendet und haben eine geringe Toxizität für Säugetiere (vergleichbar mit Kochsalz), sind jedoch gefährlich für Arthropoden. Borhaltige organische Antibiotika sind gut bekannt. Obwohl es nur in Spuren benötigt wird, ist es ein sehr wichtiger Pflanzennährstoff.
Charakteristisch für das Element Bor
Bor ähnelt Kohlenstoff in seiner Tendenz, durch kovalente Bindungen stabile molekulare Netzwerke zu bilden. Sogar scheinbar ungeordnetes (amorphes) Bor enthält normale Bor-Ikosaeder, die zufällig ohne langreichweitige Organisation miteinander verbunden sind. Schwarzes, extrem hartes kristallines Bor mit einem Schmelzpunkt über 2000 °C. Es hat vier Hauptallotrope: -rhomboedrisch, -rhomboedrisch und -tetragonal (-R und -T), -orthorhombisch und -tetragonal. Alle vier Phasen sind bei Umgebungstemperatur stabil, aber -rhomboedrisch ist die häufigste und zuverlässigste. Es gibt auch die -tetragonale Phase (-T), die jedoch ohne größere Verunreinigungen nur sehr schwer herzustellen ist.
Die Phase kann jedoch als steinsalzartige Anordnung von Ikosaedern und B2-Atompaaren beschrieben werden. Die Mehrzahl der Phasen basiert auf B12-Ikosaedern. Es kann durch Erhitzen auf 1500–1800 °C und Komprimieren anderer Borphasen auf 12–20 GPa gebildet werden; dann bleibt es nach dem Entfernen von Wärme und Druck stabil. Die -T-Phase wird bei ähnlichen Drücken, aber bei höheren Temperaturen (zwischen 1800 und 2200 °C) hergestellt. Bei Umgebungsbedingungen können die -T- und -T-Phasen koexistieren, die -T-Phase ist stabiler. Borax ist ein Supraleiter bei Temperaturen unter 160-6 K, wenn es über 12 GPa komprimiert wird, und diese Phase hat eine noch unbekannte Struktur. Im Jahr 2014 wurden Borosphären (B40-Moleküle mit Fulleren-ähnlichen Eigenschaften) und Borophen (eine vermeintliche Graphen-ähnliche Struktur) entdeckt.
Quelle: Wikipedia
📩 09/01/2023 15:46
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