WikiDer > Bohrer (Element)
bohren oder Bor ist ein Chemisches Element mit Symbol B und Ordnungszahl 5 (nicht zu verwechseln mit Bohrium mit dem Symbol BH). Es ist ein Schwarz metalloid.
Entdeckung
Borverbindungen sind seit der Antike bekannt. Der Name kommt von der ArabischBuraq (بورق) für Borax, ein Mineral dass die hauptsache Erz zum Bohren. Borax ist ein Borat (genauer gesagt Natriumtetraborat), ein Salz der Borsäure. Das Element ist nicht so leicht davon zu befreien, denn dazu braucht es starke Getriebe, wie z Magnesium oder Aluminium. Das Element wurde daher erst eingeführt in 1808 von Sir Humphry Davy, Louis Gay-Lussac und Louis Jacques Thenard bereit. Auf diese Weise hergestelltes Bor wird jedoch durch das Metall verunreinigt. Durch Zersetzung flüchtiger Halogenide das Element kann jedoch mit wenigen Verunreinigungen hergestellt werden.
Anwendungen
Borsäure wird häufig in der Textilindustrie. Borosilikatgläser sind technisch sehr wichtig. Im Feuerwerk die Zugabe des Elements in amorpher Form ergibt eine grüne Farbe. Borverbindungen werden in einem breiten Spektrum biochemischer Anwendungen erforscht und eingesetzt, wie z. B. zuckerdurchlässige Membranen, Sensoren für Kohlenhydrate, Kontrolle von Arthritis und in der Neutronentherapie. Das IsotopBohrer-10 (10B) hat einen großen wirksamer Querschnitt zum Neutroneneinfang und wird daher auch in der Nuklearindustrie angewendet, zum Beispiel in Kontrollstäbe im Kernreaktoren. Boranes wurden präsentiert als Raketentreibstoff Denn bei der Verbrennung wird viel Energie freigesetzt.
Bemerkenswerte Funktionen
Es ist ein metalloid und ein Halbleiter. In kristalliner Form ist es ein besonders hartes, schwarzes Material (9,3 auf der Skala). mohs). Es gibt auch ein amorph bilden.
Das Element ist das einzige der Bohrgruppe ein hartes Halbmetall mit halbleitenden Eigenschaften. Die elektrische Leitfähigkeit hängt stark vom Reinheitsgrad und der Temperatur ab: je schmutziger und heißer, desto besser die Leitfähigkeit. Das Material hat interessante optische Eigenschaften, da es einen Großteil des Infrarotanteils des Spektrums durchlässt. Interessant sind auch die mechanischen Eigenschaften. Das Element ist besonders leicht und fest und Borfasern werden in speziellen Verbundwerkstoffen für die Raumfahrt Bor wird wegen seiner hohen Temperaturbeständigkeit auch als Zusatz beim Emaillieren von Pfannen verwendet.
Im Jahr 2014 wurde von chinesischen Wissenschaftlern entdeckt, dass Bor eine molekulare Käfigstruktur ähnlich wie similar bilden kann Buckminsterfulleren. Die Struktur Borospheren kann zur Entwicklung neuer Nanomaterialien führen.[1]
Aussehen
Bor kommt in einer Reihe von Mineralien immer in gebundener Form vor, wie z Borax (tinkal), Borsäure, Colemanit, Kernit (Rasorit), ulexit und andere Borate. Truthahn und der Vereinigte Staaten sind die Hauptlieferanten. Die Reserven der Türkei belaufen sich auf 72 % der Gesamtreserven der Welt. Die Türkei ist mit Abstand der größte Borproduzent der Welt. Borsäure wird manchmal in vulkanischem Quellwasser gefunden. Das Mineral Ulexit hat von Natur aus die optischen Eigenschaften einer Glasfaser.
Bor hat eine komplizierte und interessante Chemie. Es hat drei Elektronen in seiner äußeren Schale und ist daher oft dreiwertig. Mit Chlor bildet es zum Beispiel BCl3. Dies ist jedoch eine Verbindung mit Elektronenmangel. Das Molekül ist ein starkes Lewis-Säure. Biene Stickstoff- Umgekehrt bildet das Element auch mit Wasserstoff NH3 aber dann hat es ein freies Elektronenpaar. Beide zusammen bilden ein Donor-Akzeptor-Molekül H3N-BCl3. Elektronenmangel ist jedoch nur ein Thema der Borchemie. Ein weiteres Thema ist die Dreizentrenbindung. Normalerweise können zwei Atome als Ursprung der chemischen Bindung zwischen ihnen angesehen werden, obwohl zum Beispiel in Benzol es gibt auch eine Bindung, die von sechs Atomen gemeinsam getragen wird. In Borverbindungen gibt es oft drei Atome, die miteinander eine Bindung eingehen.
Bor hat eine Reihe von Verbindungen mit Wasserstoff, die an die reichhaltige kettenbildende Chemie des Kohlenstoffs erinnern Borane. Ein einfaches Mitglied dieser Familie ist Diboran B2huh6. Die Ähnlichkeit in der Formel mit Ethan C2huh6 ist trügerisch. Die B-B-Bindung ist eigentlich eine Kombination aus zwei BH-B-Dreizentrenbindungen. Boranes sind flüchtig, giftig und hochentzündlich und riechen gut. Bei Kohlenstoff gibt es umfangreiche Organobor-Chemie.
Bor bildet mit Stickstoff eine Reihe von Nitride B. BN, das eine diamantähnliche kubische Struktur aufweist und besonders hart und hitzebeständig ist. Wie Diamant hat das Material Raumtemperatur und Druck metastabil. Wie beim Kohlenstoff gibt es auch eine Form mit (stabiler) graphitartiger Struktur, die als Festschmierstoff verwendet werden kann. Im Gegensatz zu Graphit ist es jedoch ein Weiß Material und a Halbleiter. In dem Reifenstruktur die die Energie der Elektronen beschreibt, gibt es keine Überlappung zwischen Valenz- und Leitungsband.
Neben Oxiden kann es auch mit Sauerstoff verwendet werden Borsäure H3BO3 Formen und die entsprechenden Borate. Es gibt aber auch komplexere Borate, zum Beispiel folgende Pentahydrat-Variante von Borax: Na2B4Ö7 5 Stunden2O. Bei vielen Metallen bildet sich Bor boride.
Isotope
sehen Isotope von Bor für den Hauptartikel zu diesem Thema.| Stabilste Isotope | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| ISO | RA (%) | halbes Leben | VV | VE (MeV) | VP |
| 10B | 19,9 | stabil mit 5 Neutronen | |||
| 11B | 80,1 | stabil mit 6 Neutronen | |||
Bor hat von Natur aus zwei Isotope 10B (19,9 %) 11B (80,1%). Der Massenunterschied ist prozentual recht groß; natürliche Wässer weisen daher erhebliche Schwankungen im Isotopenverhältnis auf. Beim Austausch mit borhaltigen Schichten kann es zu Fraktionierungen kommen, da ein Isotop etwas leichter adsorbiert wird als das andere. Zum Beispiel auf Ton 10B stärker adsorbiert als 11B. Meerwasser ist daher reicher an 11B als die Erdkruste, sowohl die des Festlandes als auch die des Meeresbodens. Außerdem 12 Radioisotope aus Bor bekannt.
Ionen
| Oxidationszahl | Erläuterung |
|---|---|
| -3 | im boride und Borane |
| 0 | Freies Element, kommt in der Natur nicht vor |
| 3 | Standardion des Elements, z.B. in Bortrifluorid und Borax |
Toxikologie und Sicherheit
Das Element und die Borate sind ungiftig und erfordern keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen. Borsäure und Borax sind giftig für das Nervensystem, die Nieren und die Leber des Menschen. Sie können durch geschädigte Haut aufgenommen werden. Überempfindlichkeitsreaktionen können auch bei normalem Hautkontakt auftreten. Die Borane und einige Organoborverbindungen sind jedoch giftig und entzündlich und sollten mit Sachkenntnis gehandhabt werden.
Externe Links
Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise
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| Chemisch Elemente und Isotope | ||||||
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