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5 |
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Dichte (g/cm3): |
2,46 |
9,3 |
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10,811 |
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Atomradius (berechnet) in pm: |
85 (87) |
3 |
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2,04 |
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[He]2s22p1 |
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2076°C (2349 K) |
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3927°C (4200 K) |
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natürl. Häufigkeit: |
10 ppm |
Bor ist ein nichtmetallisches Element mit Halbleiter-Eigenschaften. Vom Bor existieren zwei natürliche Isotope (10B und 11B). Daneben sind noch die künstlichen radioaktiven Isotope 8B – 13B mit Halbwertszeiten zwischen 8·10–19 Sekunden und 0,77 Sekunden bekannt. Elementares Bor kann aus seinen Verbindungen als schwarze, glasig-undurchsichtige, amorphe Modifikation oder in 2 kristallinen Formen erhalten werden. Das rote α-rhomboedrische Bor geht beim Erhitzen auf 1200°C in das stabile, dunkel glänzende β-rhomboedrische Bor über, Daneben werden vier tetragonale Formen beschrieben, die allerdings durch geringe Mengen an Stickstoff oder Kohlenstoff stabilisiert sind. Die elektrische Leitfähigkeit von Bor ist bei 20°C gering, steigt jedoch beim Erwärmen ziemlich rasch an.
In Übereinstimmung mit seiner Stellung in der 3. Gruppe des Periodensystems ist Bor gegen Sauerstoff und Halogene streng dreiwertig. An der Luft entzündet sich Bor bei etwa 700°C und verbrennt mit rötlicher Flamme zu B2O3. Geschmolzener Salpeter wirkt erst bei 400°C, konz. Schwefelsäure bei 250°C und Phosphorsäure bei 800°C auf Bor ein, dagegen kann man es mit heißer konz. Salpetersäure zu Borsäure oxidieren und durch Schmelzen mit Natriumhydroxid in Natriumborat überführen.
Elementares Bor ist nicht toxisch, wohl aber einige seiner Verbindungen. In Spuren kommen Bor-Verbindungen in allen Böden und Organismen vor. Bor spielt als Spurenelement eine wichtige Rolle. Eine ständige Versorgung mancher Pflanzen mit Bor ist für die Aufrechterhaltung der Zellteilungen und damit für das Wachstum notwendig. Bor-Mangel verursacht z.B. die Herz- oder Trockenfäule der Rüben. Für Tiere und Mikroorganismen scheint Bor entbehrlich zu sein.
Bor ist in der freien Natur nur in Form von Sauerstoff-Verbindungen anzutreffen. Sein Anteil an der obersten Erdkruste wird auf etwa 0,001% geschätzt. Technisch wichtige Bor-Mineralien sind: Borsäure, Colemanit, Ulexit, Borax und vor allem der Borax-ähnliche Kernit oder Rasorit
Die Herstellung erfolgt durch Reduktion von Bortrioxid mit Magnesium oder durch Reduktion von Borhalogeniden (BCl3, BBr3) mit Wasserstoff an Wolfram- oder Tantal-Drähten (Reinheit >99%). Sehr reines Bor (99,9999%) lässt sich durch thermische Zersetzung von Diboran und anschließendem Zonenschmelzen gewinnen.
Amorphes Bor wird als Additiv in pyrotechnischen Mischungen und in festen Raketentreibstoffen verwendet sowie in Legierungen zur Erzeugung von Stählen besonderer Härte, die auch als Neutronenabsorber in Kernreaktoren zum Einsatz kommen. Auf den Neutroneneinfang durch 10B beruht auch die Verwendung des Bors in der Krebstherapie. Kristalines Bor hoher Reinheit (>99,99%) findet spezielle Halbleiteranwendung z.B. in Thermistoren und zur Dotierung von Silicium- und Germanium-Halbleitern. Bor wird in der pharmazeutischen Industrie verwendet, außerdem dient es zur Herstellung von Waschmitteln, Seifen sowie auch als Zusatz für Spezialgläser (Borgläser). Außerdem wird es zur Herstellung von Email- und Düngemitteln verwendet.Für Raumfahrtzwecke wurden Borfasern zur Verstärkung von Leichtmetallen und Kunstharzen entwickelt. Bor wird ferner zur Herstellung von Boriden benötigt, die oft diamantähnliche Härte aufweisen.
Elementares, unreines Bor wurde erstmals von Gay-Lussac und Thénard durch Reduktion von B2O3 mit Kalium hergestellt. Der Name des Elements leitet sich ab von armen.: Buraq, pers.: Burah = Borax.
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