Start > PSE > Bor Zurück

Steckbrief: Bor

Informationen zum Element:

Bezeichnung

10,811

Symbol: B

Internationale Bezeichung (IUPAC): Boron

Ursprung: Borverbindungen (von persisch burah über arabisch Buraq und lat. borax borsaures Natron, Borax) sind seit Jahrtausenden bekannt. Im alten Ägypten nutzte man zur Mumifikation das Mineral Natron, das neben anderen Verbindungen auch Borate enthält. Seit dem 4. Jahrhundert wird Boraxglas im Kaiserreich China verwendet. Borverbindungen wurden im antiken Rom zur Glasherstellung verwendet.
Erst 1808 stellten Joseph Louis Gay-Lussac und Louis Jacques Thenard Bor durch Reduktion mit Kalium und zeitgleich unabhängig hiervon später Sir Humphry Davy durch Elektrolyse von Borsäure her. 1824 erkannte Jöns Jacob Berzelius den elementaren Charakter des Stoffes. Die Darstellung von reinem kristallisiertem Bor gelang dem amerikanischen Chemiker W. Weintraub im Jahre 1909.
Die Umsetzung von B₂H₆ mit Sauerstoff zu B₂O₃ ist eine der stärksten exothermen Reaktionen, die bekannt ist. Dies weckte vor allem Interesse beim Militär (Raketentreibstoff), so dass in diesem Bereich intensive Grundlagenforschung betrieben wurde, von der die Chemie bis heute profitiert. Nach 15 Jahren wurde die militärische Forschung eingestellt: Die an der Reaktion beteiligten Stoffe sind instabil, geruchsintensiv, giftig und vor allem klebrig, was eine Verwendung in Triebwerken ausschließt.

Bedeutung: borax = borsaures Natron

Daten Periodensystem

Periode: 2

Gruppe: 13 (III A)

Gruppenname: Borgruppe (Erdmetalle)

Oxidationszahl: 3

Atommasse [u]: 10,811

Elektronegativität

Elektronegativität (nach Allred): 2,0

Elektronegativität (nach Pauling): 2,04

Physikalische Daten

Aggregatzustand (20°C): fest

Dichte [g/cm²]: 2,34

Radioativ: n

Schmelztemperatur [°C]: ~2076

Siedetemperatur [°C]: ~3927

Kristallstruktur: rhombohedral

Verwendung im Alltag

Bor existiert in mehreren Modifikationen. Amorphes Bor ist ein braunes Pulver. Vom kristallinen Bor sind mehrere allotrope Modifikationen bekannt.
Die wirtschaftlich wichtigste Verbindung ist Borax (Natriumtetraborat-Decahydrat, Na₂B₄O₇ * 10 H₂O) zur Herstellung von Isolierstoffen und Bleichstoffen (Perborate). Weitere Anwendungen:

Elementares Bor:
- Additiv für Raketentreibstoffe,
- Ferrobor und Bor als Legierungszusatz für Feinkornbaustähle und Nickelbasislegierungen,
- Desoxidation von Kupfer,
- Bor-Nitrat Gemische als Zünder für Airbags,
- Hartstoffherstellung (Borcarbid, Bornitrid),
- Kristallines Bor und Borfasern für Anwendungen mit extrem hoher Festigkeit und Steifigkeit: Bauteile für Helikopterrotoren, Tennisracks, Golfschläger und Angelruten. Wegen des geringen Radarechos auch im Stealth-Jagdbomber F-117 bzw. B-2,
- Feuerwerksartikel und Leuchtmunition (wegen intensiv grüner Flamme),
- p-Dotierung in Silicium,
- thermochemische Randschichtverhärtung,
- Nuklearanwendungen von ¹⁰B: Steuerstäbe in Nuklearreaktoren, Detektion von Neutronen, Neutronenabschirmung (Strahlenschutzkleidung und -Wände; in Stählen für Lagergefäße von Kernbrennstoffen) über die Kernreaktion ¹⁰B(n,?)⁷Li aufgrund des sehr hohen Wirkungsquerschnitts für Neutronen mit einem gammastrahlenfreien Reaktionsprodukt. Außerdem wird dem Kühlwasser von Druckwasserreaktoren eine bestimmte, variable Menge von Borsäure zugemischt. Dies dient zur Steuerung der Kettenreaktion.
Borverbindungen: - Waschmittel (Perborat),
- Bor-Silikat-Fasern zur thermischen Isolierung,
- Lichtwellenleiter,
- Organische Synthesen,
- Herstellung von feuerfesten Borsilikatgläsern (Pyrex, Duran) und Glasfritten,
- Keramikglasuren,
- Pflanzenschutzmittel,
- Neodym-Eisen-Borverbindungen zur Herstellung stärkster Magnete. Sie werden genutzt für Kernspintomographen, Mikromotoren und Festplatten (Positionierung der Schreib-/Leseköpfe), Dauermagnet-Rotoren (z. B. Schritt- und Servomotoren), Linearmotoren für Positionierachsen, hochwertige Lautsprecher und Kopfhörer. Gegenüber den Cobalt-Samarium-Magneten sind sie wesentlich preiswerter.
- Brems- und Kupplungsbeläge,
- Panzerungen, kugelsichere Westen,
- Flussmittel zum Löten (Borsäure),
- Kühlschmierstoffe in der Zerpanung,
- Holzschutzmittel (wegen geringer Giftigkeit),
- Flammschutzmittel für Platinen,
- Kosmetikindustrie,
- Düngemittel,
- Entkeimen von Flugbenzin,
- Borane,
- Diboran,
- Bornitrid,
- Borhalogenide,
- Nachweis von niederen Alkoholen mit Borsäure (s. Trimethylborat),
- BNCT (Boron Neutron Capture Therapy),
- Magnesiumdiborid (MgB₂),
- Rheniumdiborid (ReB₂) ist ein Feststoff härter als Diamant.

Vorkommen und Häufigkeit

Vorkommen: Bor kommt in der Natur nur in sauerstoffhaltigen Verbindungen vor. Große Lagerstätten befinden sich in der Türkei, den USA (Mojave-Wüste) und Argentinien. Staßfurter Kalisalze enthalten geringe Mengen vergesellschafteten Boracit.
Die größten Boratminen befinden sich in der Türkei (ca. 72 % des weltweiten Vorkommens) außerdem in der Nähe von Boron (Kramerlagerstätte) in Kalifornien und K?rka. Abgebaut werden die Mineralien Borax, Kernit und Colemanit.

Häufigkeit: 1,00 ⋅ 10^-3 % (prozentualer Massenanteil der Erdhülle, d.h. der Erdkruste/Ozeane bis 16 km Tiefe)