Boorin atomirakenne, jaksollisen taulukon elementti numero 5, näyttää kahden elektronin täyden sisäkuoren, jossa on kolme elektronia uloimmassa kuorissa, jolloin atomille saadaan kolme valenssielektronia, jotka ovat käytettävissä liittämistä varten. Tässä suhteessa se muistuttaa alumiinia, joka on booriryhmän seuraava elementti; toisin kuin alumiini, se ei kuitenkaan voi luovuttaa elektroneja muille atomeille muodostaakseen ionisidoksen, jossa on B3+-ioni, koska elektronit ovat liian tiukasti sitoutuneet ytimeen. Boori ei yleensä hyväksy elektroneja negatiivisen ionin muodostamiseen, joten se ei normaalisti muodosta ionisia yhdisteitä – boorin kemia on olennaisesti kovalenttinen. Elektronikonfiguraatio ja siitä johtuva sitoutumiskäyttäytyminen määräävät myös boorin kiteisen rakenteen sen eri alkuaineissa.
Booriyhdisteitä voidaan usein kuvata “elektronin puutteellisiksi”, koska sitoutumiseen liittyy vähemmän elektroneja kuin mitä vaaditaan normaaleille kovalenttisille sidoksille. Yhdessä kovalenttisidoksessa kaksi elektronia jaetaan atomien välillä ja useimmissa molekyyleissä elementit noudattavat oktettisääntöä. Booriyhdisteiden, kuten booritrifluoridin (BF3) ja booritrikloridin (BCl3), rakenteet kuitenkin osoittavat, että elementin valenssikuorissa on vain kuusi eikä kahdeksan elektronia, mikä tekee niistä poikkeuksen oktettisäännöstä.
Epätavallista sitoutumista löytyy myös boraaneina tunnetuista booriyhdisteiden rakenteesta – näiden yhdisteiden tutkiminen on johtanut siihen, että kemiallisten sidosten teorioita on tarkistettu jonkin verran. Boraanit ovat boorin ja vedyn yhdisteitä, joista yksinkertaisin on trihydridi BH3. Jälleen tämä yhdiste sisältää booriatomin, joka on kaksi elektronia lyhyempi kuin oktetti. Diborane (B2H6) on epätavallinen siinä mielessä, että kumpikin yhdisteen kahdesta vetyatomista jakaa elektroninsa kahden booriatomin kanssa-tämä järjestely tunnetaan kolmen keskipisteen kahden elektronin sidoksena. Nyt tunnetaan yli 50 erilaista boraania, ja niiden kemia on monimutkainen hiilivetyjen kanssa.
Alkuainebooria ei esiinny luonnossa maan päällä, ja sitä on vaikea valmistaa puhtaassa muodossa, koska tavanomaiset menetelmät – esimerkiksi oksidin pelkistys – jättävät epäpuhtaudet, joita on vaikea poistaa. Vaikka elementti valmistettiin ensimmäisen kerran epäpuhtaassa muodossa vuonna 1808, se valmistettiin vasta vuonna 1909 riittävän puhtaana sen kiteisen rakenteen tutkimiseksi. Boorin kiteisen rakenteen perusyksikkö on B12 -ikosaedri, jossa – jokaisessa 12 kärjessä – booriatomi on sitoutunut viiteen muuhun atomiin. Tämän rakenteen mielenkiintoinen piirre on, että booriatomit muodostavat puolisidoksia jakamalla yhden elektronin tavallisten kahden elektronin sijaan kovalenttisessa sidoksessa. Tämä antaa booriatomeille tehokkaan valenssin 6, ja jokaisessa kärjessä on yksi lisäsidos, jotta ne voivat sitoutua viereisiin yksiköihin.
Icosahedrat eivät pakkaa tiiviisti yhteen ja jättävät kiderakenteeseen tyhjiöitä, jotka voidaan täyttää boorin atomeilla tai muilla elementeillä. On tuotettu useita käyttökelpoisia boorimetalliseoksia ja booriyhdisteitä, joissa on B12 icosahedraa yhdessä muiden alkuaineiden kanssa. Nämä materiaalit tunnetaan kovuudestaan ja korkeista sulamispisteistään. Yksi esimerkki on alumiinimagnesiumboridi (BAM), jonka kemiallinen kaava on AlMgB14. Tällä materiaalilla on se ero, että sillä on alhaisin tunnettu kitkakerroin – toisin sanoen se on erittäin liukas – ja sitä käytetään koneen osien kulutusta kestävänä ja vähäkitkaisena pinnoitteena.