Vad är strukturen för bor?
Den atomiska strukturen hos bor, element nummer 5 i det periodiska tabellen, visar ett komplett inre skal av två elektroner, med tre elektroner i det yttersta skalet, vilket ger atomen tre valenselektroner tillgängliga för bindning. I detta avseende liknar det aluminium, nästa element i borgruppen; Till skillnad från aluminium kan den emellertid inte donera elektroner till andra atomer för att bilda en jonisk bindning med en b 3+ jon, eftersom elektronerna är för tätt bundna till kärnan. Boren accepterar i allmänhet inte elektroner för att bilda en negativ jon, så den bildar normalt inte joniska föreningar - Borons kemi är i huvudsak kovalent. Elektronkonfigurationen och därmed bindningsbeteendet bestämmer också den kristallina strukturen för bor i dess olika elementära former.
borföreningar kan ofta beskrivas som "elektronbrist", genom att det finns färre elektroner involverade i bindning än vad som krävs för normala kovalenta bindningar. I en enda kovalent bindning, två elektronerdelas mellan atomer och i de flesta molekyler följer elementen oktetregeln. Strukturerna för borföreningar såsom bor trifluorid (BF 3 ) och borriklorid (BCL 3 ) visar emellertid att elementet bara har sex och inte åtta, elektroner i dess valensskal, vilket gör dem undantag från oktetregeln.
Ovanlig bindning finns också i strukturen för borföreningar som kallas boraner - undersökning av dessa föreningar har resulterat i en viss översyn av kemiska bindningsteorier. Boraner är föreningar av bor och väte, den enklaste är trihydrid, bh 3 . Återigen innehåller denna förening en boratom som är två elektroner som är kort än en oktett. Diborane (B 2 h 6 ) är ovanligt genom att var och en av de två väteatomerna i föreningen delar sin elektron med två boratomer-detta arrangemang är känt som en tre-center två-elektronobligation. Mer än 50 olika boraner är nu kända och komplexiteten i deras kemi rivaler som kolväten.
elementära bor förekommer inte naturligt på jorden och det är svårt att förbereda i ren form, eftersom de vanliga metoderna - till exempel reduktionen av oxiden - lämnar föroreningar som är svåra att ta bort. Även om elementet först framställdes i oren form 1808, var det först 1909 som det producerades i tillräcklig renhet för att dess kristallina struktur skulle undersökas. Basenheten för den kristallina strukturen i bor är en B 12 icosahedron, med - vid var och en av de 12 vertikalerna - en boratom bundna till fem andra atomer. Det intressanta inslaget i denna struktur är att boratomerna bildar halvbindningar genom att dela en elektron istället för de vanliga två elektronerna i en kovalent bindning. Detta ger boratomerna en effektiv valens på 6, med en extra bindning tillgänglig vid var och en av vertikalerna för att tillåta thEM till bond till angränsande enheter.
icosahedra packar inte tätt ihop och lämnar tomrum i kristallstrukturen som kan fyllas av atomer av bor eller andra element. Ett antal användbara bor-metalllegeringar och borföreningar med B 12 icosahedra i kombination med andra element har producerats. Dessa material noteras för deras hårdhet och höga smältpunkter. Ett exempel är aluminiummagnesiumboride (BAM), med den kemiska formeln almgb 14 . Detta material skiljer sig från att ha den lägsta friktionskoefficienten som är känd - med andra ord, det är extremt halt - och används som en slitstark, låg friktionsbeläggning för maskindelar.