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Inhalt 1. Einleitung 2. Wasserstoff 3. Edelgase 4. Halogene 5. Chalkogene 6. Pentele 7. Tetrele 8. Bor
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Chemie der Nichtmetalle

8. Nichtmetall der 3. Hauptgruppe: Bor

8.1. Element

Allgemeines

Bor hat die Elektronen-Konfiguration 2s2 2p1. Salze mit einem echten B3+-Kationen sind unbekannt. Bor hat zwei Isotope mit sehr unterschiedlichen Neutronenstreulängen von 4000 (10B) bzw. 0.005 Barn (11B) Die Schrägbeziehung zwischen Bor und Silcium, die durch gleiches Ladung/Radius-Verhältnis zustande kommt, äußert sich in folgenden Tatsachen: Die Elektronegativität von Bor ist 2.0, daher bildet es kovalente Verbindungen. Da Bor aber: weniger als vier Valenzelektronen hat, hat es ein Problem beim Erreichen des Oktetts. Das Elektronenoktett kann auf verschieden Weise erreicht werden:
  1. durch die Ausbildung von B-X-PI-Bindungen, wie z.B. im Monomeren BX3-Molekül. Die B-X-Abstände lieben zwischen dem einer Einfach- und einer Doppelbindung.
  2. durch die Bildung von Lewis-Säure/Base-Addukten, wie z.B. in BH3, das leicht Boranate ??? bildet gemäß
    BH3 + H- ---> [BH4]-
  3. durch die Ausbildung von B-X-B-Mehrzentrenbindungen, bei denen man weiter unterscheiden kann in
Die Besonderheiten von Bor sind:

Vorkommen

Bor ist relativ selten. Mit nur 9 ppm hat es dieselbe Häufigkeit wie Praseodym oder Thorium! Jedoch sind die kommt es konzentriert (Türkei, Kalifornien, Rußland) vor und zwar in den Boraten Kernit (Na2B4O7.4 H2O) und Borax (Na2B4O5(OH)4.8 H2O). Borsäure H3BO3 kommt in heißen Quellen vor.

Darstellung

Die größt Menge an Bor wird in Form von Boraten in Gläsern, Emaille, Waschmitteln und Düngemittel verwendet. Die Herstellung des reinen Elements kann auf verschiedenen Wegen erfolgen:

Eigenschaften

Abb. 8.1.1. Elementares Bor
Elementares Bor ist (in Form ausgeprägter Kristalle) dunkelrot bis schwarz. Der Schmelzpunkt beträgt 2200 oC, die Dichte nur 2.4 gcm3. Letzteres ist auf die lockeren Strukturen mit einer maximalen Raumerfüllung von nur 37% zurückzuführen. Alle Bor-Modifikationen sind sehr hart, die Mohs.Härte von BETA-rhomboedrischem Bor liegt bei 9.3. Bor ist halbleitend und sehr reaktionsträge. Es reagiert z.B. nicht mit HCl oder HF. Bei der Umsetzung mit heißer HNO3 oder Königswasser entsteht Borsäure. Bei höheren Temperaturen ist Bor ein starkes Reduktionsmittel. Oberhalb von ca. 400oC reagiert es mit Chlor, Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff.

Einzelne Modifikationen

Von elementarem Bor gibt es zahlreiche mehr oder weniger gesicherte Modifikationen. Deren Gemeinsamkeiten sind: Die einzelnen Modifikationen:
Komplettes Polyeder - 1 gekapptes Tetraeder - 2 gekappte Tetraeder - 3 gekappte Tetraeder - 4 gekappte Tetraeder - 5 gekappte Tetraeder
Abb. 8.1.2. Bilderserie zum Bauelement des β-rhomboedrischen Bors

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