α-菱面体ホウ素とは? わかりやすく解説

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α-菱面体ホウ素

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/05 16:21 UTC 版)

ホウ素の同素体」の記事における「α-菱面体ホウ素」の解説

α-菱面体ホウ素は水素化ホウ素熱分解や、タングステン上でヨウ化ホウ素熱分解するなどの方法合成される赤色結晶である。アモルファスホウ素長時間加熱することでも得られるが、高温状態ではβ-菱面体ホウ素変化しやすく大きな結晶を得るのは困難であるため実用的な用途得られていない。 α-菱面体ホウ素は12ホウ素原子からなるクラスター有しており、このB12構造それぞれのホウ素原子5つ原子隣接し合った20面体からなっている。この結合通常の共有結合であれば各々ホウ素原子5つ電子供与することになるがホウ素価電子を3個しか持っておらず、電子不足であるB1220面体構造3つの隣接した原子それぞれ軌道提供することで形成される三中心結合によって形成されている。通常のホウ素-ホウ素結合結合距離は0.16から0.19 nmであるが、三中心結合による結合結合距離は0.201 nm通常の結合よりも結合長長い。これらの三中心結合による結合単位格子中の{111}面で見られる。α-菱面体ホウ素はこのような20面体クラスター立方最密充填構造類似した構造詰まっており、ホウ素の同素体の中で最も比重が高い。この菱面体格子中央部分には空隙存在しており、そこにリチウムドープすることで超伝導体となることが理論的に予測されている。また、リチウムと共にリンもしくはヒ素ドープすればバンドギャップ小さくなりナローバンドギャップ半導体となることも示されている。

※この「α-菱面体ホウ素」の解説は、「ホウ素の同素体」の解説の一部です。
「α-菱面体ホウ素」を含む「ホウ素の同素体」の記事については、「ホウ素の同素体」の概要を参照ください。

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