Atomska struktura bora, element številka 5 v periodnem sistemu, prikazuje polno notranjo lupino dveh elektronov, s tremi elektroni v najbolj zunanji lupini, kar daje atomu tri valenčne elektrone, ki so na voljo za vezavo. V tem pogledu je podoben aluminiju, naslednjemu elementu v skupini bora; vendar za razliko od aluminija ne more darovati elektronov drugim atomom, da bi tvorili ionsko vez z ionom B3+, saj so elektroni pretesno vezani na jedro. Bor na splošno ne sprejema elektronov za tvorbo negativnega iona, zato običajno ne tvori ionskih spojin – kemija bora je v bistvu kovalentna. Konfiguracija elektronov in posledično obnašanje vezi določata tudi kristalno strukturo bora v njegovih različnih elementarnih oblikah.
Borove spojine lahko pogosto opišemo kot “pomanjkanje elektronov”, saj je pri vezavi vključenih manj elektronov, kot je potrebno za normalne kovalentne vezi. V eni kovalentni vezi sta dva elektrona razdeljena med atome in v večini molekul elementi sledijo pravilu okteta. Strukture borovih spojin, kot sta borov trifluorid (BF3) in borov triklorid (BCl3), pa kažejo, da ima element le šest in ne osem elektronov v svoji valenčni lupini, zaradi česar so izjeme od pravila okteta.
Nenavadno vez najdemo tudi v strukturi borovih spojin, znanih kot borani – preiskava teh spojin je privedla do nekaterih revizij teorij kemijske vezi. Borani so spojine bora in vodika, najpreprostejši je trihidrid BH3. Spet ta spojina vsebuje atom bora, ki sta dva elektrona manjša od okteta. Diboran (B2H6) je nenavaden po tem, da si vsak od dveh vodikovih atomov v spojini deli svoj elektron z dvema atomoma bora – ta ureditev je znana kot tricentrična dvoelektronska vez. Zdaj je znanih več kot 50 različnih boranov in kompleksnost njihove kemije tekmuje s kemijo ogljikovodikov.
Elementarni bor se na Zemlji ne pojavlja naravno in ga je težko pripraviti v čisti obliki, saj običajne metode – na primer redukcija oksida – pustijo nečistoče, ki jih je težko odstraniti. Čeprav je bil element prvič pripravljen v nečisti obliki leta 1808, je bil šele leta 1909 proizveden v zadostni čistosti, da je bilo mogoče raziskati njegovo kristalno strukturo. Osnovna enota za kristalno strukturo bora je ikozaeder B12, z – na vsakem od 12 vrhov – atom bora, vezan na pet drugih atomov. Zanimiva značilnost te strukture je, da atomi bora tvorijo polovične vezi tako, da si delijo en elektron namesto običajnih dveh elektronov v kovalentni vezi. To daje atomom bora efektivno valenco 6, pri čemer je na vsakem od vrhov na voljo ena dodatna vez, ki jim omogoča, da se vežejo na sosednje enote.
Ikosaedri se ne zlagajo tesno skupaj in puščajo praznine v kristalni strukturi, ki jih lahko zapolnijo atomi bora ali drugih elementov. Proizvedene so bile številne uporabne zlitine bor-kovina in borove spojine, ki vsebujejo ikosaedre B12 v kombinaciji z drugimi elementi. Ti materiali so znani po svoji trdoti in visokih tališčih. En primer je aluminijev magnezijev borid (BAM) s kemično formulo AlMgB14. Ta material ima najnižji znani koeficient trenja – z drugimi besedami, je izjemno spolzka – in se uporablja kot odporen premaz z nizkim trenjem za strojne dele.