- Будова оксиду бору
- БО одиниця
- Кристалічна структура
- Склоподібна структура
- Властивості
- Зовнішність
- Молекулярна маса
- Смак
- Щільність
- Точка плавлення
- Точка кипіння
- Стабільність
- Номенклатура
- Програми
- Синтез тригалідів бору
- Інсектицид
- Розчинник для оксидів металів: утворення скла, кераміки та сплавів бору
- Біндер
- Список літератури
Оксид бору або борний ангідрид представляє собою неорганічну сполуку , хімічна формула якого B 2 O 3 . Оскільки бор і кисень є елементами p блоку періодичної таблиці, а тим більше, керівниками відповідних груп, різниця електронегативності між ними не дуже велика; тому очікується, що B 2 O 3 має ковалентний характер.
B 2 O 3 готують шляхом розчинення бори в концентрованій сірчаній кислоті в плавильній печі та при температурі 750 ° C; термічно зневоднює борну кислоту, B (OH) 3 , при температурі близько 300 ° C; або він також може утворюватися як продукт реакції диборана (B 2 H 6 ) з киснем.
Порошок оксиду бору. Джерело: Матеріолог в англійській Вікіпедії
Оксид бору може мати напівпрозорий склоподібний або кристалічний вигляд; останні шляхом подрібнення можна отримати у вигляді порошку (зображення зверху).
Хоча це може здатися таким на перший погляд, B 2 O 3 вважається одним із найскладніших неорганічних оксидів; не тільки з структурної точки зору, але і завдяки змінним властивостям, набутим келихами та керамікою, до яких це додається до їх матриці.
Будова оксиду бору
БО одиниця
B 2 O 3 - це ковалентне тверде речовина, тому теоретично в його структурі немає іонів B 3+ або O 2 , а зв’язки BO. Бор, згідно теорії валентних зв'язків (ТЕВ), може утворювати лише три ковалентні зв’язки; у цьому випадку три БО ланки. Як наслідок цього, очікувана геометрія повинна бути тригональною, BO 3 .
Молекула BO 3 нестача електронів, особливо атомів кисню; Однак декілька з них можуть взаємодіяти між собою, щоб забезпечити зазначений дефіцит. Таким чином, трикутники BO 3 з'єднуються спільним кисневим містком і розподіляються в просторі як мережі трикутних рядів з їх площинами, орієнтованими по-різному.
Кристалічна структура
Кристалічна структура оксиду бору. Джерело: Орчі
Приклад таких рядків з трикутними одиницями BO 3 показаний на зображенні вище . Якщо придивитись уважно, не всі грані планів вказують на читача, а в інший бік. Орієнтація цих граней може бути відповідальною за те, як визначено B 2 O 3 при певній температурі та тиску.
Коли ці мережі мають структурну схему дальнього діапазону, це кристалічне тверде тіло, яке може бути побудовано із своєї одиничної комірки. Тут говориться, що B 2 O 3 має два кристалічних поліморфа: α і β.
Α-B 2 O 3 виробляється при тиску навколишнього середовища (1 атм) і, як кажуть, є кінетично нестабільним; насправді, це одна з причин того, що оксид бору, ймовірно, є складною для кристалізації сполукою.
Інший поліморф, β-B 2 O 3 , отримують при високих тисках в діапазоні GPa; отже, його щільність повинна бути більшою, ніж у α-B 2 O 3 .
Склоподібна структура
Кільце Бороксол. Джерело: CCoil
Мережі BO 3 закономірно приймають аморфні структури; Це, їм не вистачає структури, яка описує молекули або іони в твердому тілі. Коли синтезується B 2 O 3 , його переважаюча форма є аморфною та не кристалічною; правильними словами: він твердий, більш скляний, ніж кристалічний.
Потім B 2 O 3 вважається склоподібним або аморфним, коли його мережі BO 3 невпорядковані. Не тільки це, але вони також змінюють спосіб їхнього зібрання. Замість того, щоб бути розташованими у трикутній геометрії, вони в кінцевому підсумку з’єднуються, щоб створити те, що дослідники називають кільцем бороксолу (верхнє зображення).
Зверніть увагу на очевидну різницю між трикутними та шестикутними одиницями. Трикутні характеризують кристалічний B 2 O 3 , а шестикутний - склоподібне B 2 O 3 . Іншим способом позначення цієї аморфної фази є борове скло, або за формулою: gB 2 O 3 ("g" походить від слова glassy, англійською мовою).
Таким чином, мережі gB 2 O 3 складаються з бороксольних кілець, а не одиниць BO 3 . Однак gB 2 O 3 може кристалізуватися до α-B 2 O 3 , що означало б перетворення кілець у трикутники, а також визначало б досягнуту ступінь кристалізації.
Властивості
Зовнішність
Це безбарвне склоподібне тверде речовина. У своїй кристалічній формі він білий.
Молекулярна маса
69,6182 г / моль.
Смак
Трохи гірко
Щільність
-Кристалічний: 2,46 г / мл
Склоподібне: 1,80 г / мл
Точка плавлення
Він не має повністю визначеної температури плавлення, тому що це залежить від того, наскільки він кристалічний або скляний. Чисто кристалічна форма плавиться при 450 ° С; однак склоподібна форма плавиться в діапазоні температур від 300 до 700 ° C.
Точка кипіння
Знову ж таки, повідомлені значення не відповідають цьому значенню. Мабуть, рідкий оксид бору (розплавлений із його кристалів або зі скла) кипить при 1860ºC.
Стабільність
Він повинен зберігатися сухим, оскільки він вбирає вологу, перетворюючись на борну кислоту, B (OH) 3 .
Номенклатура
Оксид бору можна назвати іншими способами, такими як:
-Тріоксид диборону (систематична номенклатура).
-Бор (III) оксид (номенклатура запасів).
-Борний оксид (традиційна номенклатура).
Програми
Деякі з видів використання оксиду бору:
Синтез тригалідів бору
Тригалогеніди бору, BX 3 (X = F, Cl і Br) можуть бути синтезовані з B 2 O 3 . Ці сполуки є кислотами Льюїса, і з ними можна ввести атоми бору до певних молекул, щоб отримати інші похідні з новими властивостями.
Інсектицид
Тверда суміш з борною кислотою B 2 O 3 -B (OH) 3 являє собою формулу, яку використовують як побутовий інсектицид.
Розчинник для оксидів металів: утворення скла, кераміки та сплавів бору
Рідкий оксид бору здатний розчиняти оксиди металів. З отриманої суміші, щойно охолола, отримують тверді речовини, що складаються з бору та металів.
Залежно від кількості використовуваного B 2 O 3 , а також техніки та типу оксиду металів можна отримати багате різноманіття склянок (боросилікатів), кераміки (нітриди бору та карбіди) та сплавів (якщо вони використовуються). лише метали).
Взагалі скло або кераміка набувають більшої стійкості та міцності, а також більшої міцності. Що стосується окулярів, вони в кінцевому підсумку використовуються як для оптичних, так і телескопних лінз та для електронних пристроїв.
Біндер
При будівництві сталеплавильних печей застосовують вогнетривкі цегли на основі магнію. Окис бору використовується як сполучна речовина, допомагаючи міцно утримувати їх.
Список літератури
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- Вікіпедія. (2019). Триоксид бору. Відновлено з: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Борний оксид. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ріо Тінто. (2019). Оксид бориксу. 20 Мул Командний Боракс. Відновлено з: borax.com
- А. Муханов, О. О. Куракевич, В. Л. Соложенко. (sf). Про твердість оксиду бору (III). LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Франція.
- Хансен Т. (2015). B 2 O 3 (оксид бору). Відновлено з: digitalfire.com