Wissenschaft

Chemische und physikalische Eigenschaften von Bor

  • Ordnungszahl: 5
  • Symbol : B.
  • Atomgewicht: 10,811
  • Elektronenkonfiguration: [He] 2s 2 2p 1
  • Wortherkunft: Arabisch Buraq ; Persische Burah . Dies sind die arabischen und persischen Wörter für Borax .
  • Isotope: Natürliches Bor besteht aus 19,78% Bor-10 und 80,22% Bor-11. B-10 und B-11 sind die beiden stabilen Borisotope. Bor hat insgesamt 11 bekannte Isotope von B-7 bis B-17.

Eigenschaften

Der Schmelzpunkt von Bor beträgt 2079 ° C, sein Siede- / Sublimationspunkt liegt bei 2550 ° C, das spezifische Gewicht von kristallinem Bor beträgt 2,34, das spezifische Gewicht der amorphen Form beträgt 2,37 und seine Wertigkeit beträgt 3. Bor hat interessante optische Eigenschaften Eigenschaften. Das Bormineral Ulexit weist natürliche faseroptische Eigenschaften auf. Elementares Bor lässt Teile des Infrarotlichts durch. Bei Raumtemperatur ist es ein schlechter elektrischer Leiter, aber bei hohen Temperaturen ist es ein guter Leiter. Bor ist in der Lage, stabile kovalent gebundene molekulare Netzwerke zu bilden. Borfilamente haben eine hohe Festigkeit und sind dennoch leicht. Die Energiebandlücke von elementarem Bor beträgt 1,50 bis 1,56 eV, was höher ist als die von Silizium oder Germanium. Obwohl elementares Bor nicht als Gift angesehen wird, hat die Assimilation von Borverbindungen eine kumulative toxische Wirkung.

Verwendet

Borverbindungen werden zur Behandlung von Arthritis untersucht. Borverbindungen werden zur Herstellung von Borosilikatglas verwendet. Bornitrid ist extrem hart, verhält sich wie ein elektrischer Isolator, leitet jedoch Wärme und hat ähnliche Schmiereigenschaften wie Graphit. Amorphes Bor färbt sich in pyrotechnischen Geräten grün. Borverbindungen wie Borax und Borsäure haben viele Verwendungszwecke. Bor-10 wird als Kontrolle für Kernreaktoren, zum Nachweis von Neutronen und als Schutzschild für Kernstrahlung verwendet.

Quellen

Bor kommt in der Natur nicht frei vor, obwohl Borverbindungen seit Tausenden von Jahren bekannt sind. Bor kommt als Borate in Borax und Colemanit und als Orthoborsäure in bestimmten vulkanischen Quellwässern vor. Die Hauptquelle für Bor ist das Mineral Rasorit, auch Kernit genannt, das in der kalifornischen Mojave-Wüste vorkommt. Borax-Lagerstätten gibt es auch in der Türkei. Hochreines kristallines Bor kann durch Dampfphasenreduktion von Bortrichlorid oder Bortribromid mit Wasserstoff auf elektrisch erhitzten Filamenten erhalten werden. Bortrioxid kann mit Magnesiumpulver erhitzt werden, um unreines oder amorphes Bor zu erhalten, das ein bräunlich-schwarzes Pulver ist. Bor ist im Handel in Reinheiten von 99,9999% erhältlich.

Schnelle Fakten

  • Elementklassifikation: Halbmetall
  • Entdecker: Sir H. Davy, JL Gay-Lussac, LJ Thenard
  • Entdeckungsdatum: 1808 (England / Frankreich)
  • Dichte (g / cm³): 2,34
  • Aussehen: Kristallines Bor ist hartes, sprödes, glänzendes schwarzes Halbmetall. Amorphes Bor ist ein braunes Pulver.
  • Siedepunkt: 4000 ° C.
  • Schmelzpunkt: 2075 ° C.
  • Atomradius (pm): 98
  • Atomvolumen (cm³ / mol): 4,6
  • Kovalenter Radius (pm): 82
  • Ionenradius: 23 (+ 3e)
  • Spezifische Wärme (bei 20 ° CJ / g mol): 1,025
  • Schmelzwärme (kJ / mol): 23,60
  • Verdampfungswärme (kJ / mol): 504,5
  • Debye-Temperatur (K): 1250,00
  • Pauling-Negativitätszahl: 2,04
  • Erste ionisierende Energie (kJ / mol): 800,2
  • Oxidationsstufen: 3
  • Gitterstruktur: Tetragonal
  • Gitterkonstante (Å): 8,730
  • Gitter-C / A-Verhältnis: 0,576
  • CAS-Nummer: 7440-42-8

Wissenswertes

  • Bor hat den höchsten Siedepunkt der Halbmetalle
  • Bor hat den höchsten Schmelzpunkt der Halbmetalle
  • Glas wird mit Bor versetzt, um die Beständigkeit gegen Hitzeschock zu erhöhen. Die meisten Chemieglaswaren werden aus Borosilikatglas hergestellt
  • Das Isotop B-10 ist ein Neutronenabsorber und wird in Steuerstäben und Notabschaltsystemen von Kerngeneratoren verwendet
  • Die Länder Türkei und USA haben die größten Borreserven
  • Bor wird als Dotierstoff in der Halbleiterherstellung zur Herstellung von Halbleitern vom p-Typ verwendet
  • Bor ist ein Bestandteil starker Neodym-Magnete (Nd 2 Fe 14 B-Magnete)
  • Bor brennt in einem Flammentest hellgrün

Verweise

  • Los Alamos National Laboratory (2001)
  • Crescent Chemical Company (2001)
  • Langes Handbuch der Chemie (1952)
  • ENSDF-Datenbank der Internationalen Atomenergiebehörde (Okt 2010)

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