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Bor-11

Daten und Eigenschaften des Isotops B-11.



11B  
5  

Bor-11 - das zusammen mit Bor-10 im Verhältnis von etwa 4:1 das natürlich vorkommende irdische Element Bor bildet, ist ein stabiles Isotop, dessen Atomkern aus 6 Neutronen und den elementspezifischen 5 Protonen besteht; aus der Summe dieser Kernbausteine resultiert die Massenzahl 11.

Über die gleichzeitige Entdeckung beider Isotopes wurde 1920 berichtet; die Identifizierung erfolgte an Hand der Auswertung von Massenspektren natürlicher Borproben [1].

Siehe auch: Übersicht über die Bor-Isotope.

 

Allgemeine Daten

Bezeichnung des Isotops:Bor-11, B-11Englische Bezeichnung:Boron-11Symbol:11BMassenzahl A:11Kernladungszahl Z:5 (= Anzahl der Protonen)Neutronenzahl N:6Isotopenmasse:11,009305(3) u (Atommasse)Nuklidmasse:11,0065621 u (berechnete Kernmasse ohne Elektronen)Massenexzess:8,66755 MeV (Massenüberschuss)Massendefekt:0,081809656000001 u (pro Atomkern)Kernbindungsenergie:76,20520371 MeV (pro Atomkern)
6,92774579 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
Separationsenergie:SN = 11,454221(19) MeV (Trennungsenergie 1. Neutron)
SP = 11,22875(8) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)
Halbwertszeit:stabilKernspin:3/2-Isobarer Spin:1/2Kernmagnetisches Moment:μ(μN) = 2,688378(1)Ladungsradius:2,4060(294) Femtometer fmSpiegelkern:Kohlenstoff-11Entdeckungsjahr:1920

Ausgangsnuklide

Direkte Mutternuklide sind: 11Be, 11C.

 

Natürliches Vorkommen

Vergleich der natürlichen Bor-Isotope inklusive Isotopenhäufigkeit (Stoffmengenanteil am Isotopengemisch in Prozent):

 

Atommasse ArAnteilHalbwertszeitSpin
Bor
Isotopengemisch
10,81 u100 %
Isotop 11B11,009305(3) u80,35 %stabil3/2-
Isotop 10B10,012937(3) u19,65 %stabil3+

 

NMR-Daten

Nuklearmagnetische Eigenschaften und Daten für das NMR-aktive Nuklid 11B.

Bezeichnung:11B-NMRAnteil:80,35 % [79,6 - 81,1 %]Kernspin:3/2-Kernmagnetisches Moment
μ/μN:
2,688378(1)Gyromagnetisches Verhältnis γ:8,584 · 107 rad T-1 s-1Nuklearer g-Faktor:gl = 1,792252Quadrupol-Moment Q:0,04059(10) barn (100 fm2)Resonanz-Frequenz:v0 = 13,6630 bei 1 TFrequenzverhältnis:Ξ(11B) = 32,083974 %Relative Empfindlichkeit:0,16522 (H0 = const.)
1,6045 (v0 = const.)
[bezogen auf 1H = 1,000]
Referenzsubstanz:Bortrifluorid-Etherat BF3 × OEt2 in Chloroform-d als Lösungsmittel.

Die Atomkerne beider natürlichen Bor-Isotope sind quadrupolar und eignen sich für NMR-spektroskopische Messungen. 11B mit einem Spin von 3/2 und einem geringeren Quadrupolmoment zeigt sich sich hierbei jedoch als empfindlicher und zeigt schärfere Signale im Spektrum.

In der Praxis ist zu beachten, dass Glas für die NMR-Messung evtl. Bor enthält (Borosilikatglas), was die Messung verfälschen und zu breiteren NMR-Signalen führen kann. Gegebenenfalls sollte man die Probenröhrchen gegen Quarzglas austauschen.

Anwendung findet die 11B-NMR-Spektroskopie bei der Strukturaufklärung borhaltiger Verbindungen. Eine Spezialanwendung ist die quantitative Bor-11-NMR-Spektroskopie (11B-qNMR) zur Messung z. B. des Borsäure-Gehalts einer Probe [2].

 

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Bor-11 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 6) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 11) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

 

OZIsotone N = 6Isobare A = 11
17H
28He
39Li11Li
410Be11Be
511B11B
612C11C
713N11N
814O11O
915F
1016Ne
1117Na

 

Externe Daten und Identifikatoren

CAS-Nummer:14798-13-1InChI Key:ZOXJGFHDIHLPTG-IGMARMGPSA-NSMILES:[11B]PubChem:ID 10125044Energieniveaus:NuDat 11B (Adopted Levels, Gammas)

Literatur und Quellen

[1] - F. W. Aston:
The Constitution of the Elements.
In: Nature, 105, 547, (1920), DOI 10.1038/105547a0.

[2] - Luis Manuel Aguilera-Sáez et al.:
Pushing the frontiers: boron-11 NMR as a method for quantitative boron analysis and its application to determine boric acid in commercial biocides.
In: Analyst, 19, (2018), DOI 10.1039/C8AN00505B.

[3] - Peng Gao, Xingyong Wang, Zhenguo Huang, Haibo Yu:
11B NMR Chemical Shift Predictions via Density Functional Theory and Gauge-Including Atomic Orbital Approach: Applications to Structural Elucidations of Boron-Containing Molecules.
In: ACS Omega, 4, 7, (2019), DOI 10.1021/acsomega.9b01566.

 


Letzte Änderung am 25.09.2024.


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