Bor

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Bor, B, 5
Elementkategorie Halbmetalle
Gruppe, Periode, Block 13, 2, p
Aussehen schwarz
CAS-Nummer

7440-42-8

EG-Nummer 231-151-2
ECHA-InfoCard 100.028.319
Massenanteil an der Erdhülle 16 ppm (37. Rang)
Atomar
Atommasse 10,81 (10,806–10,821) u
Atomradius (berechnet) 85 (84) pm
Kovalenter Radius 82 pm
Van-der-Waals-Radius 192 pm
Elektronenkonfiguration [He] 2s2 2p1
1. Ionisierungsenergie 8.298019(3) eV ≈ 800.64 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 25.15483(5) eV ≈ 2427.07 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 37.93058(7) eV ≈ 3659.74 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 259.3715(25) eV ≈ 25025.54 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 340.226020(3) eV ≈ 32826.8 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur rhomboedrisch
Dichte 2,35 g/cm³
Mohshärte 9,3
Magnetismus diamagnetisch (χm = −1,9 · 10−5)
Schmelzpunkt 2349 K (2076 °C)
Siedepunkt 4203 K (3930 °C)
Molares Volumen 4,39 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie 508 kJ·mol−1
Schmelzenthalpie 50 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit 16.200 m·s−1 bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 1260 J·kg−1·K−1
Austrittsarbeit 4,45 eV
Elektrische Leitfähigkeit 1,0 · 10−4 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit 27 W·m−1·K−1
Chemisch
Oxidationszustände +1, +2, +3
Elektronegativität 2,04 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
8B {syn.} 770 ms ε 17,979 8Be
9B {syn.} 8,465 · 10−19 s p 0,185 8Be
10B 19,9 % Stabil
11B 80,1 % Stabil
12B {syn.} 20,20 ms β− 13,369 12C
13B {syn.} 17,36 ms β− 13,437 13C
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Kernspin γ in
rad·T−1·s−1		 Er (1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
10B 3 0+2,875 · 107 0,020 021,5
11B 3/2 0+8,584 · 107 0,165 064,2
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten

650 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)

Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Bor ist ein chemisches Element mit dem Symbol B und der Ordnungszahl 5. Im Periodensystem steht es in der 3. Hauptgruppe, bzw. der 13. IUPAC-Gruppe, der Borgruppe, sowie der zweiten Periode. Das dreiwertige, seltene Halbmetall kommt in Form seiner Sauerstoffverbindungen als Borax und Kernit in einigen abbauwürdigen Lagerstätten vor. Bor existiert in mehreren Modifikationen: Amorphes Bor ist ein braunes Pulver, von kristallinem Bor sind mehrere allotrope Modifikationen bekannt.

Borverbindungen finden vielfältige Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen. Die Waschmittelindustrie verwendet Borverbindungen wie Natriumperborat im großtechnischen Maßstab als Bleichmittel. Die Glasindustrie nutzt Bor in Form seiner Boraxverbindungen für die Produktion von Gläsern und Keramiken mit hoher Chemikalienresistenz und Temperaturwechselbeständigkeit. Elementares Bor wird in der Halbleiterindustrie zur Dotierung eingesetzt. Borpolymere und -keramiken spielen eine Rolle für die Herstellung hochfester Leichtbau- und feuerfester Materialien. Borcarbid weist eine hohe Härte auf und wird als Schleifmittel verwendet. Zum Hartlöten werden Borverbindungen als Flussmittel genutzt. In der Hydroborierung dienen Borreagenzien der Synthese organischer Feinchemikalien. Natürliches Bor besteht aus zwei stabilen Isotopen, von denen 10Bor als Neutronenabsorber geeignet ist.

Die Salze und Ester von Bor (Borate) haben geringe Toxizität für Säugetiere, sind aber giftig für Gliederfüßer und werden als Insektizide verwendet. Borsäure wirkt schwach antimikrobiell; es sind natürliche, Bor enthaltende Antibiotika bekannt. Bor ist möglicherweise ein essentielles Spurenelement. In der Landwirtschaft verbessert Bordüngung die Stabilität der pflanzlichen Zellwände. Bei Pflanzen ist Bor bei der Zellteilung, Zelldifferenzierung, Zellstreckung, Gewebebildung, Nukleinsäurestoffwechsel, der Eiweißsynthese und beim Energiestoffwechsel beteiligt.

  1. 1 2 Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Bor) entnommen.
  3. ↑ Angegeben ist der von der IUPAC empfohlene Standardwert, da die Isotopenzusammensetzung dieses Elements örtlich schwanken kann, ergibt sich für das mittlere Atomgewicht der in Klammern angegebene Massenbereich. Siehe: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). In: Pure and Applied Chemistry. 2010, S. 1, doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14.
  4. ↑ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  5. ↑ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: J. Phys. Chem. A. 113, 2009, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
  6. 1 2 3 4 5 Eintrag zu boron in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.
  7. 1 2 3 4 5 Eintrag zu boron bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
  8. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Bor) entnommen.
  9. ↑ J. L. Hoard, D. B. Sullenger, C. H. L. Kennard, R. E. Hughes: The structure analysis of β-rhombohedral boron. In: Journal of Solid State Chemistry. Band 1, 1970, S. 268–277, doi:10.1016/0022-4596(70)90022-8.
  10. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-142 – 4-147. Die Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  11. 1 2 Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  12. ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6: Festkörper. 2. Auflage. Walter de Gruyter, 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
  13. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Bor) entnommen.
  14. 1 2 3 4 5 6 M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh: Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie. Thieme Verlag, 2002.
  15. 1 2 3 Eintrag zu Bor in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)
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