硼的原子結構,元素周期表中的第5個元素,顯示了一個由兩個電子組成的完整的內層,最外層有三個電子,使原子有三個價電子可用于鍵合。在這方面,它類似于硼族中的下一個元素鋁;但是,與鋁不同,它不能把電子捐贈給其他原子,形成以B3+...
硼的原子結構,元素周期表中的第5個元素,顯示了一個由兩個電子組成的完整的內層,最外層有三個電子,使原子有三個價電子可用于鍵合。在這方面,它類似于硼族中的下一個元素鋁;但是,與鋁不同,它不能把電子捐贈給其他原子,形成以B3+離子為特征的離子鍵,因為這些電子與原子核的結合太緊密,硼一般不接受電子形成負離子,因此,它通常不會形成離子化合物-硼的化學本質上是共價的。電子結構和隨后的鍵合行為也決定了硼的各種元素形態的晶體結構。

元素周期表。硼化合物通常可以描述為"缺電子,與普通共價鍵相比,參與鍵合的電子較少。在一個單一共價鍵中,兩個電子在原子之間共享,在大多數分子中,元素遵循八位規則。然而,硼化合物如三氟化硼(BF3)和三氯化硼(BCl3)的結構表明元素的價殼層中只有六個而不是八個電子,在硼化合物的結構中也發現了不尋常的鍵合,對這些化合物的研究導致了對化學成分的一些修改結合理論硼烷是硼和氫的化合物,最簡單的是三氫化物,BH3,這種化合物含有一個硼原子,它比八位體少兩個電子。二硼烷(B2H6)很不尋常,因為化合物中的兩個氫原子都與兩個硼原子共享其電子,這種排列被稱為三中心雙電子鍵。目前已知50多種不同的硼烷及其復雜性化學性質與碳氫化合物相媲美。元素硼并非天然存在于地球上,很難像通常的方法那樣制備出純形式的硼,例如,氧化物的還原會留下難以去除的雜質。盡管這種元素最初是在1808年以不純的形式制備的,但直到1909年,它的純度才足以使其晶體結構得以研究。硼晶體結構的基本單位是B12二十面體,在12個頂點中的每一個都有一個硼原子與另外五個原子結合。這種結構的有趣之處在于,硼原子通過共享一個電子而不是共價鍵中通常的兩個電子而形成半鍵。這使硼原子的有效價態為6,每一個頂點都有一個額外的鍵,使它們能與相鄰的單元結合。二十面體不會緊密地結合在一起,并在晶體結構中留下可以被硼原子或其他元素填充的空洞,生產了許多有用的硼金屬合金和含B12二十面體的硼化合物,這些材料以其硬度和高熔點著稱一個例子是鋁鎂硼化物(BAM),化學式為AlMgB14。這種材料的特點是具有已知的最低摩擦系數(換句話說,它非常光滑),并用作機械零件的耐磨、低摩擦涂層。