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News: Heiße Neuigkeiten über Bor

Unsere Lehrbücher enthalten wahrscheinlich eine falsche Angabe zu einer grundlegenden Eigenschaft von Bor, einem wichtigen Bestandteil von Halbleitern und anderen High-Tech-Materialien. Chemiker berechneten jetzt die Bildungswärme neu, die benötigt wird, um festes Bor in die Gasform zu überführen.
Dabei stellten sie fest, daß der bisher verwendete Standardwert zu niedrig liegt (Journal of Physical Chemistry). Das letzte Wort haben bezüglich chemischer Eigenschaften haben die Thermochemischen JANAF-Tabellen des National Institute of Standards and Technology NIST. Als Experimente unterschiedliche Werte für die nötige Wärme zur Borgasbildung ergaben, nahm das NIST den geringeren Wert auf. Jahre später indes bemerkten Theoretiker, daß ihre Formeln besser mit der Realität übereinstimmten, wenn sie den höheren Wert verwenden.

Um den Wert für Bor von Grund auf zu berechnen, benutzten Jan Martin vom Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, und Peter Taylor vom San Diego Supercomputer Center einen Satz von Gleichungen, welche die Energien der Elektronen und die Form der Atome bzw. Moleküle beschreiben. Da es schwieriger ist, für ein Modell für das Verhalten mehrerer Atome aufzustellen, simulierten die beiden Wissenschaftler ein einzelnes Molekül Bortrifluorid. Sie berechneten die Wärmemenge, die vonnöten wäre, um das Molekül in gasförmiges Bor und Fluor zu zerlegen – ein arbeitsintensiver Vorgang, der den Einsatz eines Cray-Großrechners erforderte. Nachdem die Forscher den bekannten Wert zur Bildung von Fluor subtrahiert hatten, stellten sie fest, daß der Wert für Bor der 1977 gemessenen höheren Temperatur sehr nah kam.

Die detaillierten Berechnungen sind äußerst verläßlich und möglicherweise nützlich für die Lösung ähnlicher Probleme in den JANAF -Tabellen, erläutert NIST-Chemiker Karl Irikura. "Ich glaube, daß diese Methodik zunehmend wichtiger wird." Taylor denkt, daß man durch ähnliche Simulationen mit Großrechnern sogar voraussagen kann, wie chemische Mischungen reagieren würden. "Früher oder später", so der Wissenschaftler, "wird es einfach nicht mehr ökonomisch sein, ein Experiment durchzuführen."

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