b-11

11	B
5	B

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:S_N = 11,454221(19) MeV (Trennungsenergie 1. Neutron)
S_P = 11,22875(8) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)Halbwertszeit:stabilKernspin:3/2-Isobarer Spin:1/2Kernmagnetisches Moment:μ(μ_N) = 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 A_r	Anteil	Halbwertszeit	Spin
Bor Isotopengemisch	10,81 u	100 %
Isotop ¹¹B	11,009305(3) u	80,35 %	stabil	3/2-
Isotop ¹⁰B	10,012937(3) u	19,65 %	stabil	3+

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/μ_N:2,688378(1)Gyromagnetisches Verhältnis γ:8,584 · 10⁷ rad T^-1 s^-1Nuklearer g-Faktor:g_l = 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.