Was ist die Struktur von Bor?
Die Atomstruktur von Bor, Elementnummer 5 in der Periodenplatte, zeigt eine vollständige Innenhülle von zwei Elektronen mit drei Elektronen in der äußersten Schale, wodurch das Atom drei Valenzelektronen zur Bindung erhältlich ist. In dieser Hinsicht ähnelt es Aluminium, dem nächsten Element in der Bor -Gruppe; Im Gegensatz zu Aluminium kann es jedoch keine Elektronen an andere Atome spenden, um eine ionische Bindung mit einem B < -Sup> 3+ Ion zu bilden, da die Elektronen zu fest an den Kern gebunden sind. Bor akzeptiert im Allgemeinen keine Elektronen, um ein negatives Ion zu bilden, so dass es normalerweise keine ionischen Verbindungen bildet - die Chemie von Bor ist im Wesentlichen kovalent. Die Elektronenkonfiguration und das daraus resultierende Bindungsverhalten bestimmt auch die kristalline Struktur von Bor in seinen verschiedenen Elementarformen. In einer einzigen kovalenten Bindung zwei Elektronenwerden zwischen Atomen und in den meisten Molekülen geteilt, die Elemente folgen der Oktettregel. Die Strukturen von Borverbindungen wie Bor -Trifluorid (BF 3 ) und Bor -Trichlorid (Bcl 3 ) zeigen jedoch, dass das Element nur sechs und nicht acht Elektronen in seiner Valenzhülle enthält, was sie über die Oktetregel übernimmt.
ungewöhnliche Bindung findet sich auch in der Struktur von Borverbindungen, die als Boraner bekannt sind. Die Untersuchung dieser Verbindungen hat zu einer gewissen Überarbeitung chemischer Bindungstheorien geführt. Borane sind Verbindungen von Bor und Wasserstoff, die einfachste das Trihydrid, Bh 3 . Auch diese Verbindung enthält ein Boratom, das zwei Elektronen ohne Oktett ist. Diboran (B 2 h 6 ) ist insofern ungewöhnlich, als jede der beiden Wasserstoffatome in der Verbindung sein Elektron mit zwei Boratomen teilt-diese Anordnung ist als drei Zentrum bekannt-Elektronenbindung. Mehr als 50 verschiedene Boranes sind jetzt bekannt und die Komplexität ihrer Chemie -Konkurrenten der Kohlenwasserstoffe.
Elementar Boron tritt auf der Erde nicht auf natürliche Weise auf, und es ist schwierig, in reiner Form zuzubereiten, da die üblichen Methoden - beispielsweise die Verringerung des Oxids - Verunreinigungen, die schwer zu entfernen sind, zu entfernen sind. Obwohl das Element 1808 erstmals in unreiner Form hergestellt wurde, wurde es erst 1909 in ausreichender Reinheit erzeugt, damit seine kristalline Struktur untersucht wurde. Die Grundeinheit für die kristalline Struktur von Bor ist ein b 12 icosahedron mit - an jedem der 12 Scheitelpunkte - ein Boratom, das an fünf weitere Atome gebunden ist. Das interessante Merkmal dieser Struktur ist, dass die Boratome Halbbindungen bilden, indem sie ein Elektron anstelle der üblichen zwei Elektronen in einer kovalenten Bindung teilen. Dies gibt den Boratomen eine wirksame Wertigkeit von 6, wobei eine zusätzliche Bindung an jedem der Eckpunkte zur Verfügung steht, um th zuzulassenEM, um sich an benachbarte Einheiten zu verbinden.
icosahedra packen nicht fest zusammen und lassen Hohlräume in der Kristallstruktur, die durch Boratome oder andere Elemente gefüllt werden können. Eine Reihe nützlicher Bormetalllegierungen und Borverbindungen mit B 12 icosaderedra in Kombination mit anderen Elementen wurden erzeugt. Diese Materialien sind für ihre Härte und ihre hohen Schmelzpunkte bekannt. Ein Beispiel ist Aluminiummagnesiumborid (BAM) mit der chemischen Formel Almgb 14 . Dieses Material hat die Unterscheidung, den niedrigsten Reibungskoeffizienten zu haben - mit anderen Worten, es ist extrem rutschig - und wird als harte, niedrige Reibungsbeschichtung für Maschinenteile verwendet.