- Bór-oxid szerkezete
- BO egység
- Kristályszerkezet
- Üveges szerkezet
- Tulajdonságok
- Fizikai megjelenés
- Molekulatömeg
- Íz
- Sűrűség
- Olvadáspont
- Forráspont
- Stabilitás
- Elnevezéstan
- Alkalmazások
- Bór-trihalogenidek szintézise
- Rovarirtó
- Fém-oxidok oldószere: szemüveg, kerámia és bórötvözetek képződése
- Kötőanyag
- Irodalom
A bór-oxid vagy bóranhidrid egy szervetlen vegyület, amelynek kémiai képlete B 2 O 3. Mivel a bór és az oxigén a periódusos rendszer p blokkjának, és még inkább az adott csoportok fejeinek elemei, az elektronegativitás különbség közöttük nem túl nagy; ezért a B 2 O 3 várhatóan kovalens természetű.
A B 2 O 3 előállításához a booraks koncentrált kénsavban történő oldatát olvasztókemencében 750 ° C hőmérsékleten oldják; termikusan dehidratáló bórsav (B (OH) 3) körülbelül 300 ° C hőmérsékleten; vagy az is lehet kialakítva, mint a termék a reakció a diborán (B 2 H 6) oxigénnel.
Bór-oxid por. Forrás: Anyagtudós az angol Wikipedia-ban
A bór-oxid félig átlátszó, üveges vagy kristályos megjelenésű lehet; ez utóbbi őrléssel por alakban nyerhető (felső kép).
Bár ez első pillantásra nem tűnik úgy, a B 2 O 3 az egyik legösszetettebb szervetlen oxid; nemcsak szerkezeti szempontból, hanem az üvegek és a kerámiák által megszerzett változó tulajdonságok miatt is, amelyek ezt hozzáadják mátrixukhoz.
Bór-oxid szerkezete
BO egység
A B 2 O 3 kovalens szilárd anyag, tehát a szerkezetében elméletileg nem B 3+ vagy O 2 ionok vannak, hanem BO kötések. A bál, a valenciakötési elmélet (TEV) szerint, csak három kovalens kötést képezhet; ebben az esetben három BO link. Ennek következményeként a várható geometria trigonálisnak kell lennie, BO 3.
A BO 3 molekula hiányos az elektronokban, különösen az oxigénatomokban; Számos közülük azonban kölcsönhatásba léphet egymással az említett hiány biztosítása érdekében. Így a BO 3 háromszögek oxigénhíd megosztásával kapcsolódnak egymáshoz, és az űrben háromszög alakú sorok hálózataként oszlanak el, síkjaik eltérő módon vannak orientálva.
Kristályszerkezet
Bór-oxid kristályszerkezete. Forrás: Orci
Az ilyen sorok példája a BO 3 háromszög alakú egységekkel a fenti képen látható. Ha közelebbről nézünk, akkor a tervek nem minden arca az olvasó felé mutat, hanem másképp. Ezeknek a felületeknek a tájolása felelős lehet abban, hogy a B 2 O 3 hogyan határozható meg egy bizonyos hőmérsékleten és nyomáson.
Ha ezeknek a hálózatoknak nagy hatótávolsága van, ez egy kristályos szilárd anyag, amelyet az egységcellájából lehet felépíteni. Itt mondják, hogy B 2 O 3- nak két kristályos polimorfja van: α és β.
Α-B 2 O 3 környezeti nyomáson (1 atm) képződik, és azt állítják, hogy kinetikusan instabil; valójában ez az egyik oka annak, hogy a bór-oxid valószínűleg nehezen kristályosítható vegyület.
A másik polimorf β-B 2 O 3 -ot nagy nyomáson kapjuk a GPa tartományban; ezért sűrűségének nagyobbnak kell lennie, mint az α-B 2 O 3.
Üveges szerkezet
Boroxol gyűrű. Forrás: CCoil
A BO 3 hálózatok természetesen amorf struktúrákat alkalmaznak; Ezek hiányzik a szilárd anyagban levő molekulákat vagy ionokat leíró mintázat hiánya. Amikor B 2 O 3 -ot szintetizálnak, az uralkodó formája amorf és nem kristályos; helyes szavakkal: szilárd, üvegszerűbb, mint kristályos.
B 2 O 3, majd azt mondják, hogy üvegszerű vagy amorf, amikor annak BO 3 hálózatok rendezetlen. Nem csak ez, hanem megváltoztatják az összejövetel módját is. Ahelyett, hogy egy trigonális geometriába rendeződnének, végül összekapcsolódnának, hogy létrehozzák azt a kutatót, amelyet boroxol gyűrűnek hívnak (felső kép).
Vegye figyelembe a háromszög és a hatszög alakú egységek nyilvánvaló különbségét. A háromszög alakúak a kristályos B 2 O 3 -ot, a hatszögletű pedig az üveges B 2 O 3-t jellemzik. Egy másik módszer erre az amorf fázisra a bórüveg, vagy a következő képlet alapján: gB 2 O 3 (a „g” angolul az üvegszerű szóból származik).
Így a gB 2 O 3 hálózatok boroxol gyűrűkből állnak, nem pedig BO 3 egységekből. A gB 2 O 3 azonban kristályosodhat α-B 2 O 3 -vá, ami azt jelentené, hogy a gyűrűk háromszögekké alakulnak, és meghatározzák az elért kristályosodás mértékét.
Tulajdonságok
Fizikai megjelenés
Színtelen, üveges szilárd anyag. Kristályos formájában fehér.
Molekulatömeg
69,6182 g / mol.
Íz
Kissé keserű
Sűrűség
-Kristályos: 2,46 g / ml.
- Üveg: 1,80 g / ml.
Olvadáspont
Nincs teljesen meghatározott olvadáspontja, mert attól függ, hogy milyen kristályos vagy üveges. A tisztán kristályos forma 450 ° C-on olvad; az üveges forma azonban 300–700 ° C hőmérsékleten olvad.
Forráspont
A jelentett értékek ismét nem egyeznek meg ezzel az értékkel. A látszólag folyékony bór-oxid (a kristályokból vagy az üvegből megolvadt) 1860 ° C-on forr.
Stabilitás
Szárazon kell tartani, mivel felszívja a nedvességet, hogy bórsavvá (B (OH) 3) alakuljon.
Elnevezéstan
A bór-oxid más módon is megnevezhető, például:
-Diboron-trioxid (szisztematikus nómenklatúra).
-Boron (III) -oxid (tőzsdei nómenklatúra).
- Bór-oxid (hagyományos nómenklatúra).
Alkalmazások
A bór-oxid néhány felhasználási területe a következő:
Bór-trihalogenidek szintézise
Bór trihalogenides, BX 3 (X = F, Cl és Br) lehet szintetizálni a B 2 O 3. Ezek a vegyületek Lewis-savak, és velük bór-atomokat vezethetnek be bizonyos molekulákba, új tulajdonságokkal rendelkező származékok előállítása céljából.
Rovarirtó
A bórsavval, B 2 O 3- B (OH) 3- mal alkotott szilárd keverék olyan képletet jelent, amelyet háztartási rovarirtó szerként használnak.
Fém-oxidok oldószere: szemüveg, kerámia és bórötvözetek képződése
A folyékony bór-oxid képes fém-oxidokat feloldani. Ebből a keverékből lehűlés után bórból és fémekből álló szilárd anyagot kapunk.
A felhasznált B 2 O 3 mennyiségétől, valamint a technikától és a fém-oxid típusától függően különféle szemüvegek (boroszilikátok), kerámiák (bór nitrid és karbid) és ötvözetek (ha vannak) gazdag változatát kaphatják. csak fémek).
Általában az üveg vagy kerámia nagyobb ellenállást és szilárdságot, valamint nagyobb tartósságot szerez. A szemüveg esetében optikai és távcsöves lencsékhez, valamint elektronikus eszközökhöz használják őket.
Kötőanyag
Az acélolvasztó kemencék építésében magnézium-alapú tűzálló téglákat használnak. Bór-oxidot használnak kötőanyagként, elősegítve, hogy szorosan egymáshoz tartsák.
Irodalom
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Bór-trioxid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2019). Bór-oxid. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Borix-oxid. 20 Mule Team Borax. Helyreállítva: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevich és VL Solozhenko. (Sf). A bór (III) -oxid keménységén. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Franciaország.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (bóroxid). Helyreállítva: digitalfire.com