Bor

Bor, chemisches Symbol B, hartes, brüchiges, nichtmetallisches Element mit Halbleitereigenschaften und der Ordnungszahl 5. Bor gehört zur dritten Hauptgruppe (oder IIIa) des Periodensystems.

Borverbindungen, vor allem Borax, sind seit alters her bekannt, doch das reine Element wurde erstmals im Jahr 1808 durch die französischen Chemiker Joseph Gay-Lussac und Louis Thénard sowie unabhängig von ihnen durch den britischen Chemiker Sir Humphry Davy gewonnen. Bor ist ein Spurenelement, das für das Pflanzenwachstum unabdingbar, doch im Übermaß giftig ist. Forschungsergebnisse lassen den Schluss zu, dass Bor den Calciumhaushalt der Pflanzen regelt.

Reines Bor lässt sich beispielsweise durch Reduktion von Bortrioxid mit Magnesium gewinnen. Die Atommasse von Bor beträgt 10,81 u; der Schmelzpunkt liegt bei 2 100 °C, der Siedepunkt bei 2 550 °C und die Dichte bei 2,35.

Bor reagiert nicht mit Wasser oder Salzsäure und wird bei gewöhnlichen Temperaturen nicht von der Luft angegriffen. Bei Gluthitze (700 °C) verbindet es sich direkt mit Stickstoff zu Bornitrid (BN) und mit Sauerstoff zu Bortrioxid (B₂O₃). Mit Metalloxiden bildet Borcarbid bei hohen Temperaturen Boride, nichtstöchiometrische Verbindungen wie z. B. Wolframborid (W₂B₅). Die ursprünglichen Quellen von Borverbindungen waren die Minerale Borax und Borsäure. In jüngerer Zeit waren bedeutsame Borverbindungen das Ulexit (NaCaB₅O₉ · 8 H₂O), das Colemanit (Ca[B₃O₄(OH)₃] · H₂O) und das Kernit (Na₂[B₄O₆(OH)₂] · 4 H₂O) in den Vereinigten Staaten sowie das Boracit (Mg₃[Cl/B₂₇O₁₃]) in Deutschland. Bor steht in der Rangfolge des Vorkommens in der Erdkruste an 38. Stelle der Elemente.

Obwohl Bor die Valenzzahl drei besitzt und seine Position im Periodensystem eine enge Verwandtschaft mit Aluminium nahe legt, ähnelt es in seinen chemischen Eigenschaften viel stärker dem Kohlenstoff und dem Silicium. In seinen Verbindungen verhält sich Bor wie ein Nichtmetall, doch im Gegensatz zu den meisten Nichtmetallen ist reines Bor elektrisch leitfähig, wie die Metalle und der Kohlenstoff (Graphit). Kristallines Bor ähnelt von der Erscheinung her und in den optischen Eigenschaften dem Diamanten und ist fast so hart wie dieser. Äußerst ungewöhnlich hinsichtlich ihrer Ähnlichkeit mit den Verbindungen des Siliciums (Silane) und des Kohlenstoffes (Alkane) sind die Bor-Wasserstoff-Verbindungen (Borane). Zu den für industrielle Zwecke wichtigen Borverbindungen gehört das Borax (Na₂B₄O₇ · 10 H₂), die Borsäure (H₃BO₃) und das Borcarbid (B₁₃C₂).

Bor spielt im Bereich der Kernenergie gleich mehrfach eine wichtige Rolle. Es wird in Teilchendetektoren verwendet und, wegen seiner hohen Absorption von Neutronen, auch als Kontrollabsorber in Kernreaktoren und als wesentlicher Bestandteil von Neutronenschirmen eingesetzt.