ホウ素の同素体
本項ではホウ素の同素体について記述する。ホウ素には7つの同素体が存在しており、それらは結晶およびアモルファスの構造を取る。よく知られているものにα-菱面体、β-菱面体、β-正方晶があり、特殊な条件下ではα-正方晶やγ-斜方晶のような形も取る。アモルファスの同素体には、微細な粉末状のものとガラス状のものの2つが知られている。少なくとも14以上の同素体が報告されているが、前述の7つ以外の同素体は弱い論拠に基いたものであったり実験的に立証できなかったりするため、それらは単一の同素体ではなく複数の同素体の混合物や不純物によって安定化した構造であると考えられている。2014年には新しいホウ素の同素体として、グラフェンに類似した平面状構造を取るボロフェンの存在に関する実験的証拠が確認されている。β-菱面体構造が最も安定である一方で他の同素体は全て準安定状態であり、室温においてはβ-菱面体以外の構造への変化率は無視できる程度である。これら5つの結晶質の同素体は周囲の状況によって形成される。粉末状のアモルファスホウ素および多結晶β-菱面体ホウ素は最も一般的な形である。他の同素体は非常に硬い灰色の素材であり、アルミニウムより10 %ほど軽く、融点は鋼鉄よりも数百度高い2080である。
単体のホウ素は自然界には存在せず、ホウ素化合物から単離することは非常に難しい。最も初期には、酸化ホウ素をマグネシウムやアルミニウムなどの金属で還元する方法が用いられていたが、そうして得られた単体のホウ素はその多くが金属ホウ素化合物によって汚染されていた。純粋なホウ素は、揮発性のハロゲン化ホウ素を高温で水素還元することによって得られる。 高純度ホウ素はジボランを高温で熱分解させたものをゾーンメルト法やチョクラルスキー法で精製することによって合成され、半導体産業で利用される。ホウ素には多形が存在し他の不純物元素と反応しやすい傾向があるため、純粋なホウ素の単結晶を合成するのはさらに困難であり、典型的な単結晶の結晶形は0.1 mm以下である。