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Vorlesung Anorganische Strukturchemie

2.2. Elementstrukturen der Nichtmetalle

2.2.6. Bor

Bor sollte als Nichtmetall der III. Hauptgruppe nach der 8-N-Regel fünf kovalente Bindungen ausbilden, was jedoch ohne Überschreitung der Oktettregel nicht möglich ist. Daher beobachtet man bei Bor und auch bei vielen Borverbindungen, z.B. den B-H-Verbindungen (Borane) oder B-reichen Boriden Mehrzentrenbindungen. Als 'Abzählregel' können die von den Boranen bekannten empirischen Wade(Mingos)-Regeln angewendet werden.

Abb. 2.2.6.1. Bor
Diese gelten auch für die verschiedenen Modifikationen des elementaren Bors. MO-Berechnungen zeigen, dass 13 Elektronenpaare (d.h. 26 Elektronen) für die Stabilisierung eines Ikosaeders (N=12; Closo-Cluster, mit N+1 Elektronenpaaren nach Wade) erforderlich sind. Dabei ist ein sp-Hybrid-Atomorbital in das Clusterzentrum hinein ausgerichtet, während die Hülle durch σ-Bindungen der verbleibenden beiden p-Orbitalen des Bors gebildet wird.
Für komplexere und stark verknüpfte Baugruppen gibt es in Erweiterung der Wade-Regeln die sogenannten Jemmis- oder mno-Regeln. Auch hierbei handelt es sich um empirische Regeln, die Wade-Regeln sind ein Spezialfall der mno-Regel.
Von elementarem Bor gibt es zahlreiche mehr oder weniger gesicherte Modifikationen. Deren Gemeinsamkeiten sind: Die einzelnen Modifikationen (die ersten drei sind wohl die sicher C/N/X-freien, d.h. reinen Elementmodifikationen):
Abb. 2.2.6.2. Struktur von α-rhomboedrischem Bor VRML
Komplettes Polyeder - 1 gekapptes Tetraeder - 2 gekappte Tetraeder - 3 gekappte Tetraeder - 4 gekappte Tetraeder - 5 gekappte Tetraeder
Abb. 2.2.6.3. Ausschnitte aus der Struktur von β-rhomboedrischem Bor

Abb. 2.2.6.5. Struktur von α-tetragonalem Bor VRML

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