Wat is de structuur van boor?

De atomaire structuur van boor, elementnummer 5 in de periodieke tabel, toont een volledige binnenschaal van twee elektronen, met drie elektronen in de buitenste schaal, waardoor het atoom drie valentie -elektronen beschikbaar is voor binding.In dit opzicht lijkt het op aluminium, het volgende element in de boorgroep;In tegenstelling tot aluminium kan het echter geen elektronen aan andere atomen doneren om een ionische binding te vormen met een B ³⁺ ion, omdat de elektronen te strak gebonden zijn aan de kern.Boron accepteert over het algemeen geen elektronen om een negatief ion te vormen, dus het vormt normaal gesproken geen ionische verbindingen mdash;De chemie van boor is in wezen covalent.De elektronenconfiguratie en het daaruit voortvloeiende bindingsgedrag bepalen ook de kristallijne structuur van boor in zijn verschillende elementaire vormen.

BORON -verbindingen kunnen vaak worden omschreven als "elektronedeficiënt", in die zin dat er minder elektronen betrokken zijn bij binding dan nodig zijn voor normale covalente bindingen.In een enkele covalente binding worden twee elektronen gedeeld tussen atomen en in de meeste moleculen, de elementen volgen de octetregel.De structuren van boorverbindingen zoals boor trifluoride (BF ₃ ) en boortrichloride (Bcl ₃ ) laten echter zien dat het element slechts zes en niet acht, elektronen in zijn valentieschil heeft, waardoor ze uitzonderingen op deOctetregel.

_{ongewone binding wordt ook gevonden in de structuur van boorverbindingen die bekend staan als boranes mdash;Onderzoek van deze verbindingen heeft geresulteerd in enige herziening van chemische bindingstheorieën.Boranen zijn verbindingen van boor en waterstof, de eenvoudigste is het trihydride, bh} 3 _{.Nogmaals, deze verbinding bevat een booratoom dat twee elektronen te kort is van een octet.Diborane (B} 2 _H 6

) is ongebruikelijk omdat elk van de twee waterstofatomen in de verbinding zijn elektron deelt met twee booratomen mdash;Deze opstelling staat bekend als een drie-elektronenbinding met drie centrale.Meer dan 50 verschillende boranen zijn nu bekend en de complexiteit van hun chemie is evenwicht met die van de koolwaterstoffen.

_{Elementair boor komt niet van nature op aarde voor en het is moeilijk om in pure vorm te bereiden, zoals de gebruikelijke methoden mdash;Bijvoorbeeld de vermindering van de oxide mdash;Laat onzuiverheden die moeilijk te verwijderen zijn.Hoewel het element in 1808 voor het eerst in onzuivere vorm werd bereid, was het pas in 1909 dat het in voldoende zuiverheid werd geproduceerd om zijn kristallijne structuur te onderzoeken.De basiseenheid voor de kristallijne structuur van boor is een b} 12

icosaHedron, met mdash;bij elk van de 12 hoekpunten mdash;Een booratoom bond aan vijf andere atomen.Het interessante kenmerk van deze structuur is dat de booratomen halfbinden vormen door één elektron te delen in plaats van de gebruikelijke twee elektronen in een covalente binding.Dit geeft de booratomen een effectieve valentie van 6, met één extra binding beschikbaar bij elk van de hoekpunten zodat ze zich kunnen binden aan aangrenzende eenheden.

_{icosahedra pakken niet strak samen en laat leegte achter in de kristalstructuur die kan worden gevuld die kunnen worden gevulddoor atomen van boor of andere elementen.Een aantal nuttige boormetaallegeringen en boorverbindingen met B} 12 _{icosahedra in combinatie met andere elementen zijn geproduceerd.Deze materialen worden genoteerd vanwege hun hardheid en hoge smeltpunten.Een voorbeeld is aluminium magnesiumboride (BAM), met de chemische formule ALMGB} 14

.Dit materiaal onderscheidt zich om de laagste wrijvingscoëfficiënt bekend te hebben mdash;Met andere woorden, het is extreem glad mdash;en wordt gebruikt als een bloedverdragende, lage wrijvingscoating voor machineonderdelen.