ホウ素の同素体
スレンガーら (1969)およびマコンビルら (1976)は立方晶のホウ素の同素体をアルゴンプラズマの実験によって合成し、単位格子中に1705±3個の原子が含まれ密度は2.367 g/cmであると報告した。この同素体は文献で時折言及されるが、ダナヒュー (1982)は、単位格子中の原子数が正20面体構造に関連しているように思えないとコメントした(ホウ素の同素体の構造は正20面体構造が共通した特徴である)。
β-正方晶ホウ素はB12クラスター、B20クラスターおよび、B20クラスター中の間隙に2つの単独ホウ素が入ったB22クラスターの3つのクラスターから成っている。単位格子中に192個もしくは190個のホウ素原子が含まれた非常に複雑な構造をしており、単結晶の合成が困難ななため精密な構造解析は行われていない。
1960年、β-正方晶ホウ素は1270から1550°Cに加熱したタングステン、レニウムもしくはタンタルフィラメント上で臭化ホウ素を水素還元することによって合成された(つまり化学気相蒸着法)。さらなる研究によりβ-正方晶ホウ素合成の再現が行われており、この相に不純物が存在していないことが確認されている。
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。