Bor (Z=5): ein Schlüsselelement für die Materialwissenschaft
Bor: ein grundlegendes Element
DERBor(Symbol B, Ordnungszahl 5) ist ein chemisches Element, das für seine Anwendungen in der Materialherstellung, Halbleiterchemie und Legierungsherstellung wichtig ist. Auch im Bereich Energie und Spitzentechnologien spielt es eine entscheidende Rolle.
Beitrag von Bor zu lebenswichtigen Prozessen
Obwohl Bor in lebenden Organismen in sehr geringen Mengen vorhanden ist, spielt es in bestimmten biologischen Prozessen eine wesentliche Rolle, insbesondere in Pflanzen, wo es am Zellwachstum, der Strukturierung der Zellwand und dem Zuckerstoffwechsel beteiligt ist. Bei Tieren, einschließlich Menschen, deuten Studien darauf hin, dass es den Kalziumstoffwechsel, die Gehirnfunktion und das Immunsystem beeinflussen kann. Folge eines Mangels: Anormales Wachstum bei Pflanzen, mögliche Knochenentwicklung oder kognitive Störungen bei Tieren, wobei die genauen Mechanismen noch untersucht werden.
Geschichte der Entdeckung
1808: Entdeckung durch Joseph-Louis Gay-Lussac und Louis-Jacques Thénard Bor wurde erstmals 1808 von den französischen Chemikern Joseph-Louis Gay-Lussac und Louis-Jacques Thénard isoliert. Sie extrahierten Bor, indem sie Borax mit Wasserstoff erhitzten.
1824: Reinigung durch Hans Christian Ørsted Hans Christian Ørsted gelang die Reinigung von Bor mit fortschrittlicheren Methoden, was zu einem besseren Verständnis seiner Eigenschaften und möglichen Anwendungen führte.
Atombau
Verfassung:Bor besteht aus 5 Protonen, 5 Elektronen und hat abhängig von seinen Isotopen unterschiedliche Neutronen. Isotope:
Bor-10 (¹⁰B): stabiles Isotop, das in der Kernreaktanz verwendet wird.
Bor-11 (¹¹B): stabiles Isotop, das sehr häufig in industriellen Anwendungen und Materialstudien verwendet wird.
Bor-8 (⁸B): radioaktives Isotop, sehr instabil, wird in der Kernforschung verwendet.
Physikalische Eigenschaften
Kristalliner Feststoff, schwarz oder grau, mit komplexer Struktur.
Molmasse: 10,81 g/mol
Schmelzpunkt: 2349 K (2076 °C)
Siedepunkt: 4273 K (4000 °C)
Dichte: 2,34 g/cm³
Gute Wärmeleitfähigkeit, aber geringe elektrische Leitfähigkeit.
Chemische Reaktivität
Bor reagiert mit Sauerstoff unter Bildung von Oxiden wie Borat und Bordioxid.
Es ist bei hohen Temperaturen sehr reaktiv und bildet Verbindungen mit vielen Elementen wie Halogenen.
Bor bildet mit vielen Metallen und nichtmetallischen Elementen Hydride.
Wird häufig zur Herstellung von Fasern und hochfesten Materialien verwendet.
Industrielle und technologische Anwendungen
Herstellung von Borfasern für Verbundwerkstoffe (Rüstungen, Flugzeuge usw.).
Verwendung in Metalllegierungen zur Verbesserung ihrer Hitzebeständigkeit.
Anwendungen in der Elektronik: Halbleitermaterialien und Siliziumdotierung.
Wird als Moderator in Kernreaktoren verwendet.
Herstellung von Chemikalien, einschließlich Boraten, die bei der Herstellung von Glas und Reinigungsmitteln verwendet werden.
Kosmologische und astrophysikalische Rolle
Bor ist ein relativ seltenes Element im Universum, spielt jedoch eine wichtige Rolle in der Chemie von Sternen und der Entstehung bestimmter Arten von Supernovae.
Es kommt auch im interstellaren Staub vor, was es zu einem interessanten Element für die Erforschung des interstellaren Mediums macht.
Grundlegende körperliche Probleme
Bor wird in Spektroskopiestudien verwendet, um die physikalischen Bedingungen bestimmter astrophysikalischer Regionen zu verstehen.
Es ist ein Schlüsselelement bei der Erforschung der Sternnukleosynthese und der Hochtemperatur-Kernprozesse.
