Bor (Element)

Bor is dat cheemsch Element mit de Atomtall 5 un dat Atomteken B in dat Periodensystem. Bor tellt to de Halfmetallen un is teemlich roor, kummt aver anriekert in eenige Lagersteeden vör, wo sik de Afbo lohnt.

Vun’t Bor gifft dat mehrere Modifikatschoonen. Amorph is Bor en bruun Pulver, kristallin gifft dat en ganze Reeg vun ünnerscheedlich Modifikatschoonen. De stabilste dorvun is de β-rhomboedrisch Modifiktaschoon, de en bannig komplizeerte Struktur opwiest mit 105 Boratomen op en Elementarzell. De eenfachste Struktur hett de α-rhomboedrische Form, de blots 12 Boratomen op een Elementarzell hett.

De eerste kristalline Form, de vun Bor maakt weer, weer dat α-tetragonales Bor. Wie dat aver nipp un nau utsütt, hangt vun de Ümstännen af, bi de dat herstellt worrn is, un warrt ünnerscheed in B₅₀C₂ oder als B₅₀N₂. En Struktur de in veele Modifikatschoonen vun’t Bor opdukt is de B₁₂-Ikosaeder. Dat metallsche Bor is swatt, bannig hart un leidt bi Ruumtemperatur blots ganz slecht elektrischen Stroom. In de Natur kummt dat so nich vör.

Historie

Verbinnen mit’n Borandeel (vun persisch bura^h över arabsch Buraq und lat. borax „borsuer Natron“, „Borax“) sünd al siet eenige Johrdusend begäng. T. B. weer in’t ole Ägypten för’t Mumifizeeren dat Mineral Natron bruukt, wo ünner annern ok Boraten binnen sünd. Siet dat 4. Johrhunnert weer in Kaiserriek China Boraxglas verwennt. Ok in’t antike Rom weern Borverbinnen to’n Herstellen vun Glas bruukt.

Eerst in’t Johr 1808 hebbt unafhangig vunenanner Bor mit 50% Reinheit Sir Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac un Louis Jacques Thenard dör Elektrolyys vun Borsüür herstellt. Jöns Jacob Berzelius weer 1824 künnig, dat Bor en cheemsch Element is. De Herstellen vun rein’ kritalliseerten Bor hett 1909 de US-amerikaansche Chemiker W. Weintraub togang kregen.

De Ümsetten vun B₂H₆ mit Suerstoff to B₂O₃ is en vun de dullsten exothermen – d. h. Hitt afgevend – cheemschen Reaktschoonen, de bekannt sünd. Dat weer vör allen ok för dat Militär interessant, de dat as Raketendrievstoff nütten wulln un op dat Rebeet dorüm veel Grundlagenforschen maakt hebbt. Na 15 Johren is de militärsch Forschen aver instellt worrn. De bedeeligten Stoffen herrn en düchtigen Röök un weern to instabil, giftig un vör allen ok to backig, wat jüm för’n Bruuk in Drievwarken utsluten de.

Vörkamen

Natürlich kummt Bor blots in Verbinnen mit Suerstoff vör. Grote Lagersteeden gifft dat in de Törkie, in de Mojave-Wööst in de USA un in Argentinien. Lütte Mengden Borazit kommt in de Kalisolten ut Staßfurt vör.

De gröttsten Vörkamen sünd in de Törkie, wo sik ca. 72% vun all Borat op de Welt lagert, un in de Nöög vun Boron in Kalifornien un Kirka. Afboot warrt de Mineralen Borax, Kernit un Colemanit.

Herstellen

Dat amorph Bor warrt dör Redukschoon vun Bortrioxid (B₂O₃) mit Magnesiumpulver herstellt.

Dat kristalline Bor kann wunnen warrn dör:

Hittmaken vun amorph’ Bor op över 1400 °C
Redukschoon vun Bortrichlorid dör Waterstoff an’n hitten Wolframdraht
thermsch Verfall vun dat Hydrid Diboran
Smöltfletenelektrolyys vun Borsüür

Egenschoppen

Vun wegen de hoge Ionisatschoonsenergie sünd vun Bor keen B³⁺ bekannt. De komplizeerten Strukturen vun veele Borverbinnen un jümmer Egenschopppen wiest op, dat de Beschrieven vun de Binnen as metallsch, kovalent oder ionisch to eenfach faat sünd un dör en Ansetten as Molekülorbital uttuscht warrn schüll.

De Elektronenkonfiguratschoon (kiek in’n Kasten baven rechts) wiest, dat blots de dree Elektronen ut de tweeten Schaal för dat Utbillen vun de kovalenten Binnen mit s-, p_x-, p_y- un p_z-Orbital in Fraag kommt. De Elektronenmangel warrt dör dat Utbillen vun Mehrzentrenbinnen un Elektronenakzepterverhoolen (Lewis-Acidität) utgleken.

Bor is bi Ruumtemperatur en slechten elektrischen Leider, bi högere Temperaturen warrt de elektrisch Leddanlaag aver jümmers grötter. Bor lett Infrarootlicht dör.

Vun all bekannte Elementen hett Bor de gröttste Fastigkeit gegen Tog un de tweethööchste Hart (Kuubsch Bornitrid, dat blots vun den Demant noch överdropen warrt). Bormodifikatschoonen sünd cheemsch un physikalsch liek as Hartkeramiken as Siliziumkarbid oder Wolframkarbid.

Liekers Graphit hett ok Bornitrid gode Smeeregenschoppen. De Anlaag, över kovalente Binnen stabile rüümliche Nettwarken uttobillen is ok en Henwies op dat cheemsch lieke Verhoolen vun Bor mit sien Navers in’t Periodensystem Kohlenstoff un Silizium.

Bor reageert bit ungefäähr 400 °C nich sünnerlich good, bi högeren Temperaturen warrt dorut aver en good Redukschoonsmiddel. Bi Temperaturen över 700 °C verbrennt Bor in de Luft to Bortrioxid.

Bor warrt vun kakend Solt- un Fluorwaterstoffsüür nich angrepen. Ok oxideerend hitte konzentreerte Swevelsüür kummt Bor eerst bi Temperaturen över 200 °C bi, konzentreerte Phosphorsüür eerst bi över 660 °C.

Warrt Bortrioxid in Water lööst, entsteiht dorbi bannig swake Borsüür. De flüchtigen Ester dorvun (anVn düdlichsten bi dat Trimethylborat) farvt Flammen dull gröön.

Dat Ünnersöken vun Verbinnen vun Bor mit Waterstoff (Boranen) is vundaag en vun de wichtigsten Rebeten in de anorgaanschen Chemie, as ok de Verbinnen mit Waterstoff un Stickstoff, de unvermodens lieks sünd to de Kohlenwaterstoffen, t. B. Borazol (B₃N₃H₆). Aver ok en ganze Reeg von orgaansch Verbinnen mit Bor sünd al bekannt as t. B. Borolsüür.

Verwennen

Vör de Weertschap is de wichtigste Borverbinnen dat Natriumtetraborat (Borax, Na₂B₄O₇), dat för’t Herstellen vun Isoleerstoffen un Bleekmiddel (Perboraten) – in Waschmiddel t. B. – bruukt warrt.

Bor kann aver ok noch för veele annere Sinnen nütt warrn. Dat elementare Bor warrt ünner annern to Raketendirevstoffen tosett aver ok to Legeeren vun Stahloorden to’n Lagern vun Karnbrennstoffen oder Nickelbasislegeeren. As Bor-Nitrat-Mischen deent dat ok as Tünner in Airbags. Wegen sien gröne Klöör warrt Bor in Füerwark un Lüchtmunitschoon tosett un wegen sien Fastigkeit warrt Bor bruukt för Bodeele as t. B. Rotorblööd för Heevschruvers oder Golfslägers un bi de Herstellen vun Hartmaterialen as t. B. Borkarbid oder Bornitrid. Un wiel Bor Radarbülgen slecht reflekteert, nütt man dat ok bi’n Bo vun Tarnkappenbombers.

Bannig veele Anwennen gifft dat ok för Borverbinnen, so as för thermisch Isoleeren (Steenwull), in Lichtbülgenleiders, Glasuren vun Keramikdeelen, Düngermiddel, Holt- un Plantenschuulmiddel oder bi’t Herstellen vun Afpanzern un kugelseker Westen, Brems- un Kuppelnbelääg oder füerfaste Borsilikat-Glääs (Pyrex, Duran). Annere wichtige Anwennen hett Bor in de Chemie för orgaansch Synthesen, in de Kosmetikindustrie un as Utgangsstoff för Borverbinnen as Borane un Diboran. Borsüür warrt as Nawies för siedere Alkoholoorden bruukt un deent ok as Flaatmiddel bi’t Löden. Un denn gifft dat ok noch Magnesiumdiborid (MgB₂), wat en Supraleider is.

Nawies

Bor warrt in de analytischen Chemie mit de Curcumin-Methood in de Form vun den root klöörte Komplex Rosocyanin nawiest. De Proov vun dat Material, woneem dat Bor binnen is, warrt dorto oxidtiv opslaten. Dorbi bildt sik de Borsüür, de denn bestimmt warrn kann.

Biologsch Bedüden

As Element is Bor in lütte Mengden nich giftig. Aver en poor Borverbinnen as de Borane (Borwaterstoffverbinnen) sünd dorgegen düchtig giftig un mööt dorüm mit grote Vörsicht behannelt warrn.

Bor höört to de essentiellen Sporenelementen. As dat utsütt, hett Bor en ganze Reeg vun wichtige Funktschoonen in’n Lief, man so recht begrepen is dat noch nich, woneem dat in enkelten is. De Minsch bruukt an’n Dag ungefäähr 0,2 mg. Bi mehr as 100 mg an’n Dag kann at aver to Vergiften kommen. Planten reageert to’n Deel bannig fienföhlig op Bor. Welke Planten (t. B. Wichel, Aaftbööm, Artischocken) neegt bi Konzentratschoonen vun över 1 mg/L to Borchlorosen, wat dör dat Billen vun brune Plackens kenntekend is, un starvt an’n End af.

Periodensystem vun de Elementen

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na