Ekipa znanstvenikov, ki prihajajo iz vsega sveta je odkrila prvi ionski kristal sestavljen samo iz enega samega elemnta- bora. To je najtrdnejša in najbolj gosta znana faza tega elementa. Izkazalo se je, da je nova faza tudi ključna za razumevnaje faznega diagrama bora. Bor je edini element katerega fazni diagram je še nepoznan od njegovega odkritja pred 200 leti.
Če najprej malo splošno povem o boru.
Bor je element 2 periode in 3-je skupine (po novem je to 13-ta skupina) periodnega sistema. Je nekovina. V naravi se ne pojavlja v čisti obliki, ampak le v spojinah. V laboratoriju pa lahko pripravmo kar nekaj različnih modfikacij. Za primer; z redukcijo borovega trioksida z magnezijem dobimo rjavi amorfni bor. Čisti kristaliziran bor, ki je črn, pa dobimo z redukcijo borovega trijodida z vodikom pri 1000ºC. Bor v kristačni obliki je tudi izjemno trd, 9 po Mohsovi lestvici (diamant ima največjo možno stopnjo, 10). In sicer poznam 4 kristalne oblike, 2 romboedrični in 2 tetragonalni. Njih osnovne celice so za laika precej zapletene, saj lahko vsebujejo do 190 atomov.
Bor uporabljajo kot dopent (dopiranje) v polprevodniški industriji in v industriji lahkih materialov. Borove spojine pa imajo precejšnjo vlogo tudi v industriji čistilnih sredstev. Borovo spojino Boraks recimo uporabljajo pri izdelavi detergentov.
Bor je precej neraktiven elemnt, na zraku zgori v oksid šele pri 700ºC. Z žveplom in halogeni (fluor, klor, brom, jod) pa se spaja pri temperaturah med 400 do 700ºC. Z dušikom pa reagira šele pri 900ºC, pri čemer nastane borov nitrid.
Bor sta prvič neodvisno naredila leta 1808 Gay-Lussac v Parizu in Sir Huphrey Davy v Londonu. Žal pa ta Bor ni bil popolnoma čist, vseboval je le okoli 60-70% bora. Pozneje je nekaj čistejši bor pripravil H. Moissan, ki pa je vseeno vseboval samo 90% Bora. Leta 1909 je bil prvič pripravljen 99% Bor.
Ampak tukaj še ni konec, ker tudi tisti 1% nečistoč lahko vpliva na strukturo in lastnosti bora v precejšnji meri. Poznane so recimo spojine PuB₁₀₀.
“Takšna občutljivost na nečistoče je med elemnti neprimerljiva in zato je preučevanje tega elemnta kakor nekakšna nočna mora”, pravi Artem R. Oganov, vodja raziskovalne skupine namenjene na začetku.
Do danes je bilo objavljenih že 16 polimorfnih oblik Bora, ampak večina je najbrž stabiliziranih z nečistočami. Zgoraj sem omenil samo tiste modifikacije, ki so omenjene v našem učbeniku in ki jih moram znat na izpitu. Bor je edini elemnt katerega osnovno stanje (ground state v angleščini) ni eksperimentalno znano niti pri normalnih pogojih. Poleg mnogih anomalij najdenih pri boru naj bi se v zadnjem času tudi predvidevalo, da krši tretji zakon termodinamike (ki pravi, da je entropija(nered) katerega koli kristala pri absolutni ničli enaka nič, popolnoma urejena strukrua to pomeni) pri atmosferskem tlaku.
Obnašanje bora pri visokih tlakih pa ostaja še bolj skrivnostno.
Za tistega, ki ne ve točno kaj sem napisal, če naj bi Bor kršil tretji stavek termodinamike pomeni, da nejgov kristal pri absolutni ničli ni popolnoma urejen ampak so v njem še zmeraj nepravilnosti.
Sedanje raziskave segajo v leto 2004, ko sta raziskovalca Chen in Solozhenko nedovisno sintetizirala novo modifikacijo bora pri visokih temepraturah in tlaku nad 100 000 atmosfer. Struktura te nove modifikacije pa ni bilo mogoče rešiti zgolj z eksperimentalnimi podatki in je zahtevala novo teoretično metodo ki jo je razvil Dr. Oganov.
“Metoda je popolnoma teoretična in ne zahteva nikakršnih eksperimentalnih podatkov in temelji na ideji naravnega razvoja uporabljeni v iskanju najbolj stabilnih kristalnih struktur”, pravi Dr. Oganov. ” Računalnik ustavri desetine preizkusnih kristalnih struktur, katerih energije so evulirane iz kvantno-mehanskih izračunov. Najbolj ugodne strukture se potem kombinirajo in mutirajo dokler ni najdena najbolj stabilna struktura”
Dr. Gatti-eva (eden izmed članov raziskovalne ekipe) sofisticirana analiza je potrdila ionsko vez (bond ionicity) in Dr. Solozhenkovi(prav tako eden imez članov ekipe) nadlajni eksperimenti so pokazali da je nova modifikacija supertrdna. Kvantno mehanski izračuna kažejo izredno veliko stabilnostno območje, ki se razteza tja do 900 000 atmosfer. (tega si niti predstavljat ne znam 
)
Kako je lahko vez ionska. Učbeniki navajajo, da pride do ionskih vezi med elementi, ko imajo le ti različno velike elektronegativnosti. To potem takoj izključi čiste elemente kot možne ionske kristale. Saj so elektronegativnosti med posameznimi atomi istega elementa enake. Toda bor je “našel” presenetljivo rešitev tega problema. Njegova nova struktura vsebuje dva popolnoma različna nanoklastra, B12 ikozaeder (modro na sliki) in B2 dumbbells(nisem našel prevoda za to besedo. Oranžno na sliki).
Elektronski strukturi tih dveh klastrov sta zelo različni. Dejansko, odvisnost elektronskih lastnosti od velikosti klastra je zelo poznana in glavna ideja v nanotehnologiji. Elektronegativnosti B12 ikozaedra in B2 parov so različne in to povzroči prerazporeditev naboja in pojav delne ionske vezi v elementarni strukturi.
“Kar je prav tako presunljivo je tudi to, da centri teh klastrov v novi strukturi zavzemajo enake položaje kot atomi v kristalu NaCl”, pravi Dr Oganov.
Glede na rezultate te raziskave Dr. Oganov in njegovi kolegi pedvidevajo še druge ionske oblike elementov in predpostavljajo več stabilnih ali metastabilnih možnosti.
Vir: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/01/090128215130.htm
Če kdo hoče si lahko prebere še kaj več o boru na Wikipedii ali pa se pozanimajte v kaki knjižnici.
