Boro oksido (B2O3) struktūra, savybės, nomenklatūra ir panaudojimas

The boro oksidas arba boro anhidridas yra neorganinis junginys, kurio cheminė formulė yra B₂O₃. Kaip periodinio stalo p bloko ir dar daugiau jų atitinkamų grupių galų bono ir deguonies elementai, jų elektronegatyvumo skirtumas nėra labai didelis; todėl tikimasi, kad B₂O₃ būti kovalentinio pobūdžio.

B₂O₃ jis paruošiamas ištirpinant boraksą koncentruotoje sieros rūgštyje lydymo krosnyje ir esant 750 ° C temperatūrai; boro rūgšties termiškai dehidratuoti, B (OH)₃, esant maždaug 300 ° C temperatūrai; arba jis taip pat gali būti susidaręs kaip diborano reakcijos produktas (B)₂H₆) su deguonimi.

Boro oksidas gali turėti pusiau permatomą stiklinį arba kristalinį išvaizdą; Pastarasis gali būti gaunamas šlifuojant miltelių pavidalu (viršutinis vaizdas).

Nors tai gali atrodyti iš pirmo žvilgsnio, tai laikoma B₂O₃ kaip vienas iš sudėtingiausių neorganinių oksidų; ne tik struktūriniu požiūriu, bet ir dėl kintamųjų savybių, kurias įsigyja akiniai ir keramika, prie kurių jie pridedami prie matricos.

Indeksas

• 1 Boro oksido struktūra
  • 1.1 Skyrius BO3
  • 1.2 Kristalinė struktūra
  • 1.3 Stiklo struktūra
• 2 Ypatybės
  • 2.1 Fizinė išvaizda
  • 2.2 Molekulinė masė
  • 2.3 Skonis
  • 2.4 Tankis
  • 2.5 Lydymosi temperatūra
  • 2.6 Virimo temperatūra
  • 2.7 Stabilumas
• 3 Nomenklatūra
• 4 Naudojimas
  • 4.1 Boro trihalidų sintezė
  • 4.2 Insekticidas
  • 4.3 Metalo oksidų tirpiklis: stiklų, keramikos ir boro lydinių susidarymas
  • 4.4
• 5 Nuorodos

Boro oksido struktūra

BO vienetas₃

B₂O₃ yra kovalentinė kieta medžiaga, todėl teoriškai jos struktūroje nėra B jonų³⁺ nei O^2-, bet B-O nuorodos. Pagal valentinių ryšių teoriją (VTE) boras gali sudaryti tik tris kovalentines obligacijas; šiuo atveju trys B-O nuorodos. Dėl to laukiama geometrija turi būti trigoninė, BO₃.

BO molekulė₃ tai trūksta elektronų, ypač deguonies atomų; tačiau kai kurie iš jų gali tarpusavyje bendrauti, kad aprūpintų minėtą trūkumą. Taigi, trikampiai BO₃ jie prisijungia dalindamiesi deguonies tiltu, ir jie yra paskirstomi erdvėje kaip trikampės eilės tinklai, kurių plokštumai yra orientuoti skirtingais būdais.

Kristalinė struktūra

Viršutiniame paveikslėlyje yra minėtų eilučių su trikampiais vienetais BO pavyzdys₃. Jei atidžiai žiūrite, ne visi lėktuvų veidai nukreipia į skaitytoją, bet į kitą pusę. Šių veidų orientacijos gali būti atsakingos už tai, kaip apibrėžta B₂O₃ esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui.

Kai šie tinklai turi ilgalaikį struktūrinį modelį, tai yra kristalinė kieta medžiaga, kuri gali būti pagaminta iš jos vieneto ląstelės. Čia sakoma, kad B yra₂O₃ Jame yra du kristaliniai polimorfai: α ir β.

Α-B₂O₃ atsiranda esant aplinkos slėgiui (1 atm), ir yra sakoma, kad ji yra kinetiškai nestabili; iš tiesų tai yra viena iš priežasčių, kodėl boro oksidas tikriausiai yra sudėtingo kristalizacijos junginys.

Kitas polimorfas, β-B₂O₃, jis gaunamas esant aukštam slėgiui GPa diapazone; todėl jo tankis turi būti didesnis nei α-B₂O₃.

Stiklo struktūra

Tinklai BO₃ natūraliai jie linkę priimti amorfines struktūras; tai yra, kad trūksta modelio, apibūdinančio kietųjų medžiagų molekules ar jonus. Sintetinant B₂O₃ jo pagrindinė forma yra amorfinė, o ne kristalinė; teisingais žodžiais: tai kietesnis, nei stiklinis, nei kristalinis.

Tada sakoma, kad B₂O₃  jis yra stiklinis arba amorfinis, kai jo BO tinklai₃ Jie yra nepatogūs. Ne tik tai, bet ir jie keičia būdą, kaip jie susitinka. Vietoj to, kad jie būtų išdėstyti trigoninėje geometrijoje, jie susieti, kad sukurtų tai, ką mokslininkai vadina boroksoliniu žiedu (viršutinis vaizdas).

Atkreipkite dėmesį į akivaizdų skirtumą tarp trikampių ir šešiakampių vienetų. Trikampiai apibūdina B₂O₃ kristalinis ir šešiakampis iki B₂O₃ stiklinis Kitas būdas nurodyti šį amorfinį etapą yra boro stiklas arba formulė: g-B₂O₃ („g“ kilęs iš žodžio glassy, ​​anglų kalba).

Taigi, G-B tinklai₂O₃ jie susideda iš boroksolio žiedų, o ne BO vienetų₃. Tačiau g-B₂O₃ gali kristalizuotis į α-B₂O₃, kuris reikštų žiedų konversiją į trikampius ir taip pat apibrėžtų pasiektą kristalizacijos laipsnį.

Savybės

Fizinė išvaizda

Tai yra bespalvė ir stiklinė kieta medžiaga. Jo kristalinė forma yra balta.

Molekulinė masė

69,6182 g / mol.

Skonis

Šiek tiek karštas

Tankis

-Kristalinė: 2,46 g / ml.

-Stiklinis: 1,80 g / ml.

Lydymosi temperatūra

Jis neturi visiškai apibrėžto lydymosi taško, nes jis priklauso nuo to, kaip jis yra kristalinis arba stiklinis. Grynai kristalinė forma tirpsta 450 ° C temperatūroje; tačiau stiklinė forma tirpsta nuo 300 iki 700ºC temperatūros.

Virimo temperatūra

Vėlgi, nurodytos vertės neatitinka šios vertės. Matyt skystas boro oksidas (išlydytas iš jo kristalų ar stiklo) virsta 1860 ° C temperatūroje.

Stabilumas

Jis turi būti laikomas sausas, nes jis sugeria drėgmę, kad paverstų boro rūgštimi, B (OH)₃.

Nomenklatūra

Boro oksidą galima pavadinti kitais būdais, pavyzdžiui:

-Diboro trioksidas (sisteminė nomenklatūra).

-Boro oksidas (III) (atsargų nomenklatūra) \ t.

-Boro oksidas (tradicinė nomenklatūra).

Naudojimas

Kai kurie boro oksido naudojimo būdai yra šie:

Boro trihalidų sintezė

Iš B₂O₃ gali būti sintezuoti boro trihalidai, BX₃ (X = F, Cl ir Br). Šie junginiai yra Lewis rūgštys ir su jais galima įterpti boro atomus į tam tikras molekules, kad gautų kitų darinių su naujomis savybėmis.

Insekticidas

Kietas mišinys su boro rūgštimi, B₂O₃-B (OH)₃, yra formulė, naudojama kaip vidaus insekticidas.

Metalų oksidų tirpiklis: stiklų, keramikos ir boro lydinių susidarymas

Skystas boro oksidas gali ištirpinti metalų oksidus. Iš šio gauto mišinio, atvėsus, kietos medžiagos gaunamos boru ir metalais.

Priklausomai nuo B dydžio₂O₃ naudojamas metodas ir metalo oksido rūšis, galite įsigyti gausų akinių (borosilikatų), keramikos (nitridų ir boro karbidų) ir lydinių (jei naudojami tik metalai) įvairovė..

Apskritai stiklas ar keramika gauna didesnę jėgą ir stiprumą, taip pat didesnį patvarumą. Akinių atveju jie naudojami optiniams lęšiams ir teleskopams bei elektroniniams prietaisams.

Binder

Statant plieno lydymo krosnis, naudojamos ugniai atsparios plytos su magnio pagrindu. Juose boro oksidas yra naudojamas kaip rišiklis, padedantis juos tvirtai laikyti.

Nuorodos

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganinė chemija (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw kalnas.
2. Vikipedija. (2019). Boro trioksidas. Gauta iš: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2019). Boro oksidas. Gauta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Rio Tinto. (2019). Borikso oksidas. 20 Mule Team Borax. Gauta iš: borax.com
5. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich ir V. L. Solozhenko. (s.f.). Dėl boro (III) oksido kietumo. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Prancūzija.
6. Hansen T. (2015). B₂O₃ (Boro oksidas). Gauta iš: digitalfire.com