Was sind die Eigenschaften von Bor?
Bor ist ein chemisches Element mit einer Ordnungszahl von fünf und dem Ordnungssymbol B. Zu den bemerkenswerten Eigenschaften von Bor gehören die Wirksamkeit beim Einfangen von Neutronen und die daraus resultierende Wirksamkeit eines seiner Isotope als Strahlungsschild; seine extreme Härte, Zugfestigkeit und Härte einiger Borverbindungen; und die Existenz mehrerer Bor-Allotrope und -Polymorphe. Es ist ein Metalloid mit einem Standardatomgewicht von 10,811. Es ist bei Raumtemperatur fest, mit einem Schmelzpunkt von 3769ºF (2349ºK) und einem Siedepunkt von 7101ºF (4200ºK) bei atmosphärischem Druck.
Die physikalischen Eigenschaften von Bor hängen von seinem Allotrop ab. Allotrope sind unterschiedliche Konfigurationen desselben Elements, wobei die Atome des Elements auf unterschiedliche Weise miteinander verbunden sind. Die Hauptallotrope von Bor heißen kristallines Bor und amorphes Bor. Amorphes Bor, das aus ikosaedrischen Borkristallen besteht, die ohne größere Gesamtstruktur willkürlich miteinander verbunden sind, liegt in Form eines braunen Pulvers vor.
Kristallines Bor ist schwarz und extrem hart. Es ist diamagentisch; Bei Vorhandensein eines Magnetfelds wird ein eigenes Magnetfeld erzeugt, das eine abweisende Wirkung hat. Kristallines Bor kann in vier verschiedenen Hauptkristallstrukturen angeordnet werden, die als Polymorphe bezeichnet werden. Ab einem Druck von etwa 160 Gigapascal (23.206.000 Pfund Kraft pro Quadratzoll) verschieben sich die Eigenschaften von Bor und es wird ein Supraleiter.
Bor bildet hauptsächlich kovalente chemische Bindungen und kann stabile molekulare Netzwerke bilden. Es ist ein Mitglied der Aluminiumfamilie, aber die Eigenschaften von Bor sind tatsächlich näher an Silizium als Aluminium. Bor kommt in der Natur am häufigsten in der Verbindung Natriumtetraboratdecahydrat, auch Borax genannt, vor. Borcarbid und kubisches Bornitrid gehören zu den härtesten bekannten Materialien. Bor ist für die Biochemie des Pflanzenlebens von wesentlicher Bedeutung, und auch bei Tieren werden Ultratrace-Mengen verwendet.
Bor hat 13 bekannte Isotope, von denen zwei, 10 B und 11 B, stabil sind. Ungefähr 80 Prozent des gesamten natürlich vorkommenden Bors sind 11 B, wobei 10 B den Rest ausmachen. 10 B fängt hochwirksam thermische Neutronen ein und ist somit ein wirksamer Strahlungsschutz. Die anderen neun bekannten Isotope sind kurzlebig und haben eine Halbwertszeit von Millisekunden oder sogar weniger.
Die Eigenschaften von Bor verleihen dem Element und seinen Verbindungen eine Reihe von Verwendungsmöglichkeiten. Die Stärke von Bor macht es in der Luftfahrtindustrie wertvoll. Borcarbid und kubisches Bornitrid eignen sich aufgrund ihrer extremen Härte als industrielles Schleifmittel, und Borcarbid wird auch in modernen kugelsicheren Westen und gepanzerten Fahrzeugen verwendet. Halbleiter aus Substanzen wie Silizium, Siliziumkarbid und Germanium sind mit Bor dotiert. Das 10 B-Isotop von Bor wird in den Kontrollstäben und Notabschaltsystemen der Abschirmung von Kernreaktoren verwendet und zur Verwendung in einer Strahlentherapie, der sogenannten Borneutroneneinfangtherapie, zur Behandlung von Krebserkrankungen des Kopfes, des Halses und des Gehirns getestet.