Bora oksīda (B2O3) struktūra, īpašības, nomenklatūra un lietošanas veidi



The bora oksīds bora anhidrīds ir neorganisks savienojums, kura ķīmiskā formula ir B2O3. Tā kā periodiskā galda bloka bora un skābekļa elementi, un vēl vairāk viņu attiecīgo grupu vadītāji, elektronegativitātes starpība starp tām nav ļoti augsta; tāpēc ir sagaidāms, ka B2O3 būt kovalentam.

B2O3 to sagatavo, izšķīdinot boraksu koncentrētā sērskābē kausēšanas krāsnī un temperatūrā 750 ° C; borskābes termiski dehidrējot, B (OH)3, temperatūrā aptuveni 300 ° C; vai arī to var veidot kā diborāna reakcijas produktu (B. \ t2H6) ar skābekli.

Bora oksīdam var būt puscaurspīdīgs stiklains vai kristālisks izskats; Pēdējo var iegūt, sasmalcinot pulvera veidā (augšējais attēls)..

Lai gan tas, šķiet, nav redzams, tas tiek uzskatīts par B2O3 kā viens no sarežģītākajiem neorganiskajiem oksīdiem; ne tikai no strukturālā viedokļa, bet arī pateicoties mainīgajām īpašībām, ko iegūst brilles un keramika, kam tās pievienotas to matricai..

Indekss

  • 1 Bora oksīda struktūra
    • 1.1. Vienība BO3
    • 1.2. Kristāla struktūra
    • 1.3. Stikla struktūra
  • 2 Rekvizīti
    • 2.1. Fiziskais izskats
    • 2.2. Molekulārā masa
    • 2.3 Garša
    • 2.4 Blīvums
    • 2.5 Kušanas temperatūra
    • 2.6 Viršanas punkts
    • 2.7 Stabilitāte
  • 3 Nomenklatūra
  • 4 Lietojumi
    • 4.1. Bora trihalīdu sintēze
    • 4.2. Insekticīds
    • 4.3 Metālu oksīdu šķīdinātājs: brilles, keramika un bora sakausējumi
    • 4.4 Iesiešana
  • 5 Atsauces

Bora oksīda struktūra

BO vienība3

B2O3 ir kovalents ciets, tātad teorētiski B struktūrā nav jonu3+ ne O2-, bet B-O saites. Bors, saskaņā ar valences saites teoriju (VTE), var veidot tikai trīs kovalentās saites; šajā gadījumā trīs B-O saites. Tā rezultātā paredzamajai ģeometrijai jābūt trigonālai, BO3.

BO molekula3 tas ir nepietiekams elektronos, īpaši skābekļa atomos; tomēr vairāki no tiem var mijiedarboties savā starpā, lai nodrošinātu minēto trūkumu. Tātad, trijstūri BO3 viņi pievienojas, dalot skābekļa tiltu, un tie tiek izplatīti telpā kā trīsstūrveida rindu tīkli, kuru plaknes ir orientētas dažādos veidos.

Kristāla struktūra

Augšējā attēlā redzams minēto rindu piemērs ar trīsstūrveida vienībām BO3. Ja jūs uzmanīgi paskatāties, ne visas plakņu sejas norāda uz lasītāju, bet uz citu pusi. Šo seju orientācija var būt atbildīga par B definīciju2O3 noteiktā temperatūrā un spiedienā.

Ja šiem tīkliem ir tālsatiksmes strukturālais modelis, tā ir kristāliska cietviela, ko var veidot no tās vienības šūnas. Šeit ir teikts, ka B ir2O3 Tam ir divi kristāliski polimorfi: α un β.

Α-B2O3 notiek apkārtējā spiedienā (1 atm) un tiek uzskatīts par kinetiski nestabilu; patiesībā tas ir viens no iemesliem, kāpēc bora oksīds, iespējams, ir grūti kristalizēts savienojums.

Otrais polimorfs, β-B2O3, to iegūst augstā spiedienā GPa diapazonā; tāpēc tā blīvumam jābūt lielākam par α-B2O3.

Stikla struktūra

Tīkli BO3 dabiski viņi mēdz pieņemt amorfas struktūras; tie ir tādi, kuriem trūkst parauga, kas apraksta molekulās vai jonos cietā vielā. Sintēzējot B2O3 tā dominējošā forma ir amorfa un nav kristāliska; pareizos vārdos: tas ir cietāks, vairāk stiklveida nekā kristālisks.

Tad tiek teikts, ka B2O3  tas ir stiklveida vai amorfs, kad tā BO tīkli3 Tie ir netīrs. Ne tikai tas, bet arī viņi maina veidu, kādā viņi sanāk kopā. Tā vietā, lai tie būtu sakārtoti trigonālā ģeometrijā, tie galu galā ir saistīti, lai radītu to, ko pētnieki sauc par boroksola gredzenu (augšējais attēls).

Ievērojiet acīmredzamo atšķirību starp trīsstūrveida un sešstūrajām vienībām. Trijstūri raksturo B2O3 kristālisks un sešstūris līdz B2O3 stiklveida Vēl viens veids, kā atsaukties uz šo amorfo fāzi, ir bora stikls vai ar formulu: g-B2O3 ('g' nāk no vārda glassy, ​​angļu valodā).

Tādējādi G-B tīkli2O3 tie sastāv no boroksola gredzeniem, nevis BO vienībām3. Tomēr g-B2O3 var kristalizēties uz α-B2O3, kas nozīmētu gredzenu savstarpēju konversiju uz trijstūriem, kā arī nosaka kristalizācijas pakāpi.

Rekvizīti

Fiziskais izskats

Tas ir bezkrāsains un stiklīgs ciets. Kristāliskā formā tā ir balta.

Molekulārā masa

69,6182 g / mol.

Garša

Nedaudz rūgta

Blīvums

-Kristālisks: 2,46 g / ml.

-Stiklveida: 1,80 g / ml.

Kušanas punkts

Tam nav pilnībā definēta kušanas punkta, jo tas ir atkarīgs no tā, kā tas ir kristālisks vai stiklveida. Tīri kristāliska forma kūst 450 ° C temperatūrā; tomēr stiklveida forma kūst temperatūras diapazonā no 300 līdz 700ºC.

Viršanas punkts

Atkal, paziņotās vērtības neatbilst šai vērtībai. Acīmredzot šķidrais bora oksīds (izkausēts no tā kristāliem vai stikla) ​​vārās 1860 ° C temperatūrā.

Stabilitāte

Tas ir jāsaglabā sauss, jo tas absorbē mitrumu, lai pārvērstu borskābe, B (OH)3.

Nomenklatūra

Bora oksīdu var nosaukt citos veidos, piemēram:

-Diboro trioksīds (sistemātiska nomenklatūra).

-Bora oksīds (III) (krājumu nomenklatūra) \ t.

-Borsoksīds (tradicionālā nomenklatūra).

Lietojumi

Daži no bora oksīda izmantošanas veidiem ir:

Bora trihalīdu sintēze

No B2O3 var būt sintezēti bora trihalīdi, BX3 (X = F, Cl un Br). Šie savienojumi ir Lewis skābes, un ar tiem ir iespējams ieviest bora atomus noteiktiem molekuliem, lai iegūtu citus atvasinājumus ar jaunām īpašībām..

Insekticīds

Ciets maisījums ar borskābi, B2O3-B (OH)3, ir formula, ko izmanto kā vietējo insekticīdu.

Metālu oksīdu šķīdinātājs: brilles, keramika un bora sakausējumi

Šķidrais bora oksīds spēj izšķīdināt metāla oksīdus. No šī iegūto maisījumu, atdzesējot, cietās vielas iegūst ar bora un metālu palīdzību.

Atkarībā no B summas2O3 lieto, kā arī metodi un metāla oksīda veidu, jūs varat iegūt bagātīgu glāzi (borosilikātus), keramiku (nitrīdus un bora karbīdus) un sakausējumus (ja izmanto tikai metālus).

Kopumā stikls vai keramika iegūst lielāku izturību un izturību, kā arī lielāku izturību. Stikliem tie tiek izmantoti optiskām lēcām un teleskopiem, kā arī elektroniskām ierīcēm.

Saistītājs

Tērauda kausēšanas krāsnīs tiek izmantoti ugunsizturīgi ķieģeļi ar magnija pamatni. Tajos bora oksīds tiek izmantots kā saistviela, palīdzot tās cieši saistīt.

Atsauces

  1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija (Ceturtais izdevums). Mc Graw kalns.
  2. Vikipēdija. (2019). Bora trioksīds. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Borsoksīds. Saturs iegūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rio Tinto. (2019). Boriksoksīds. 20 Mule Team Borax. Saturs iegūts no: borax.com
  5. A. Mukhanovs, O. O. Kurakevičs un V. L. Solozhenko. (s.f.). Par bora (III) oksīda cietību. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Francija.
  6. Hansen T. (2015). B2O3 (Borsoksīds). Saturs iegūts no: digitalfire.com