Bor ist ein chemisches Element mit dem Symbol B und der Ordnungszahl 5. Es gehört zu den Halbmetallen (Metalloiden) und steht im Periodensystem in der 3. Hauptgruppe (Borgruppe) sowie in der 2. Periode. Damit befindet es sich zwischen den Metallen und Nichtmetallen und weist Eigenschaften von beiden auf. Reines Bor ist ein dunkelgraues, sprödes, kristallines Element, das elektrisch schlecht leitet, aber bei hohen Temperaturen eine höhere Leitfähigkeit zeigt.
Bor wurde im Jahr 1808 unabhängig voneinander
von Joseph Louis Gay-Lussac und Louis
Jacques Thénard in Frankreich sowie von Humphry
Davy in England entdeckt. In der Natur kommt Bor nicht
elementar, sondern nur in Verbindungen vor
– vor allem als Borate und Borsäuren.
Bedeutende Mineralien sind Kernit, Borax
(Natriumtetraborat), Ulexit und
Colemanit.
Die größten Borvorkommen befinden
sich in Türkei, USA (Kalifornien),
Argentinien, Chile und Russland.
Die Türkei besitzt rund 70 % der weltweiten Borreserven.
Symbol: B
Ordnungszahl: 5
Atommasse: 10,81 u
Dichte: ca. 2,46 g/cm³
Schmelzpunkt: etwa 2076 °C
Siedepunkt: etwa 3927 °C
Aggregatzustand: fest (bei Raumtemperatur)
Aussehen: schwarz-grau, glänzend
Elektrische Leitfähigkeit: gering (typisch für Halbmetalle)
Bor besitzt eine sehr hohe Härte und ist chemisch äußerst widerstandsfähig. Es ist schwer schmelzbar und kann Temperaturen von über 2000 °C aushalten, ohne sich zu zersetzen. Seine Struktur besteht aus komplexen Bor-Atomanordnungen (Ikosaedern), die für seine Stabilität verantwortlich sind.
Bor ist ein nichtleitendes, aber reaktionsfähiges
Element, besonders bei hohen Temperaturen. Es reagiert mit
Sauerstoff zu Boronoxid (B₂O₃) und mit Halogenen
zu Borhalogeniden. Mit Metallen kann es Boride
bilden, die sehr harte und hitzebeständige Verbindungen sind.
Ein
Beispiel:
2B+3O2→2B2O32B + 3O_2 → 2B_2O_32B+3O2→2B2O3
In wässriger Lösung reagiert Bor meist in Form von Borsäure (H₃BO₃) oder Boraten, die in vielen industriellen und chemischen Anwendungen wichtig sind.
Bor und seine Verbindungen werden in vielen technischen Bereichen genutzt:
Glas- und Keramikindustrie: Bor wird in Borosilikatglas (z. B. Pyrex) eingesetzt, das sehr hitzebeständig ist und sich bei Temperaturschwankungen kaum ausdehnt.
Reinigungsmittel: Borate wirken als Wasserenthärter und sind Bestandteile vieler Wasch- und Spülmittel.
Dünger: In geringen Mengen ist Bor ein essenzielles Spurenelement für Pflanzen, da es ihr Wachstum und die Zellwandbildung unterstützt.
Halbleitertechnik: In der Elektronik wird Bor zur Dotierung von Silizium verwendet, um die Leitfähigkeit gezielt zu verändern (p-dotiertes Silizium).
Luft- und Raumfahrt: In Borfasern findet das Element Verwendung als Verstärkungsmaterial in leichten, hochfesten Werkstoffen.
Medizin und Pharmazie: Borsäure wird wegen ihrer antibakteriellen Wirkung in geringen Konzentrationen als Desinfektionsmittel oder Konservierungsstoff genutzt.
Bor ist für Pflanzen ein lebensnotwendiges Spurenelement, da es an der Bildung von Zellwänden, der Blütenentwicklung und der Fruchtbildung beteiligt ist. Ein Bor-Mangel kann zu Wachstumsstörungen führen. Für Menschen und Tiere ist Bor in kleinen Mengen nicht schädlich und könnte sogar eine Rolle im Knochenstoffwechsel spielen, doch ein Überschuss ist giftig.
Borverbindungen gelten in geringen Mengen als unbedenklich, können jedoch in höheren Konzentrationen toxisch wirken. Besonders in Gewässern kann eine zu hohe Borbelastung schädlich für Wasserpflanzen und Mikroorganismen sein. Daher wird die Verwendung von Boraten in Waschmitteln zunehmend reguliert.
Bor ist ein vielseitiges und faszinierendes Halbmetall, das zwischen den Eigenschaften von Metallen und Nichtmetallen steht. Aufgrund seiner chemischen Stabilität, hohen Temperaturbeständigkeit und vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten spielt es in der Industrie, Technik und Naturwissenschaft eine bedeutende Rolle. Obwohl es in der Natur selten elementar vorkommt, ist seine Bedeutung für Technologie und Umwelt groß.