- Bora oksīda struktūra
- BO vienība
- Kristāla struktūra
- Stiklveida struktūra
- Īpašības
- Ārējais izskats
- Molekulārā masa
- Garša
- Blīvums
- Kušanas punkts
- Vārīšanās punkts
- Stabilitāte
- Nomenklatūra
- Lietojumprogrammas
- Bora trihalīdu sintēze
- Insekticīds
- Metālu oksīdu šķīdinātājs: glāžu, keramikas un bora sakausējumu veidošanās
- Saistviela
- Atsauces
Bors oksīds vai bora anhidrīds ir neorganisks savienojums, kura ķīmiskā formula ir B 2 O 3 . Tā kā bors un skābeklis ir periodiskās tabulas p bloka un, vēl jo vairāk, attiecīgo grupu vadītāju elementi, elektronegativitātes starpība starp tām nav ļoti liela; tāpēc paredzams, ka B 2 O 3 būs kovalents raksturs.
B 2 O 3 sagatavo, izšķīdinot boraks koncentrētā sērskābē kausēšanas krāsnī un 750 ° C temperatūrā; termiski dehidrējoša borskābe, B (OH) 3 , apmēram 300 ° C temperatūrā; vai arī to var veidot kā diborāna (B 2 H 6 ) reakcijas ar skābekli produkts .
Bora oksīda pulveris. Avots: materiālu zinātnieks angļu Vikipēdijā
Bora oksīdam var būt daļēji caurspīdīgs stiklveida vai kristālisks izskats; pēdējos, sasmalcinot, var iegūt pulvera formā (augšējais attēls).
Lai arī tas no pirmā acu uzmetiena var nešķist, B 2 O 3 tiek uzskatīts par vienu no sarežģītākajiem neorganiskajiem oksīdiem; ne tikai no struktūras viedokļa, bet arī mainīgo īpašību dēļ, ko iegūst brilles un keramika, kurai tas tiek pievienots to matricā.
Bora oksīda struktūra
BO vienība
B 2 O 3 ir kovalenta cieta viela, tāpēc teorētiski tās struktūrā nav B 3+ vai O 2 jonu , bet gan BO saites. Bors saskaņā ar valences saites teoriju (TEV) var veidot tikai trīs kovalentās saites; šajā gadījumā trīs BO saites. Tā rezultātā gaidāmajai ģeometrijai jābūt trigonālai, BO 3 .
BO 3 molekulā trūkst elektronu, īpaši skābekļa atomu; Tomēr vairāki no tiem var mijiedarboties viens ar otru, lai nodrošinātu minēto trūkumu. Tādējādi BO 3 trīsstūri tiek savienoti, sadalot skābekļa tiltu, un tiek izplatīti telpā kā trīsstūrveida rindu tīkli ar to plaknēm, kas orientētas dažādos veidos.
Kristāla struktūra
Bora oksīda kristāliskā struktūra. Avots: Orci
Šādu rindu piemērs ar BO 3 trīsstūrveida vienībām ir parādīts attēlā iepriekš . Ja jūs skatāties cieši, ne visas plānu sejas ir vērstas pret lasītāju, bet gan pretēji. Šo virsmu orientācija var būt atkarīga no tā, kā B 2 O 3 tiek definēts noteiktā temperatūrā un spiedienā.
Ja šiem tīkliem ir liela diapazona struktūras shēma, tā ir kristāliska cieta viela, ko var veidot no tās vienības šūnas. Šeit saka, ka B 2 O 3 ir divi kristāliski polimorfi: α un β.
Α-B 2 O 3 tiek ražots pie apkārtējā spiediena (1 atm), un tiek uzskatīts, ka tas ir kinētiski nestabils; faktiski tas ir viens no iemesliem, kāpēc bora oksīds, iespējams, ir grūti kristalizējams savienojums.
Otru polimorfu β-B 2 O 3 iegūst ar augstu spiedienu GPa diapazonā; tāpēc tā blīvumam jābūt lielākam par α-B 2 O 3 .
Stiklveida struktūra
Boroksola gredzens. Avots: CCoil
BO 3 tīkli dabiski mēdz izmantot amorfas struktūras; Tie ir, viņiem trūkst modeļa, kas apraksta molekulas vai jonus cietā stāvoklī. Kad sintezē B 2 O 3 , tā dominējošā forma ir amorfa un nav kristāliska; pareiziem vārdiem sakot, tas ir ciets, vairāk stiklains nekā kristālisks.
Tad B 2 O 3 tiek uzskatīts par stiklveida vai amorfu, ja tā BO 3 tīkli ir nesakārtoti. Ne tikai tas, bet arī viņi maina to, kā sanāk kopā. Tā vietā, lai tos sakārtotu trigonālā ģeometrijā, viņi galu galā savienojas, lai izveidotu to, ko pētnieki sauc par boroksola gredzenu (augšējais attēls).
Ņemiet vērā acīmredzamo atšķirību starp trīsstūrveida un sešstūra vienībām. Trīsstūrveida raksturo kristālisko B 2 O 3 , bet sešstūra - stiklaini B 2 O 3 . Vēl viens veids, kā atsaukties uz šo amorfo fāzi, ir bora stikls vai pēc formulas: gB 2 O 3 (angļu valodā “g” nāk no vārda glassy).
Tādējādi gB 2 O 3 tīklus veido boroksola gredzeni, nevis BO 3 vienības . Tomēr gB 2 O 3 var izkristalizēties par α-B 2 O 3 , kas nozīmētu gredzenu savstarpēju pārvēršanos trijstūros un definētu arī panāktās kristalizācijas pakāpi.
Īpašības
Ārējais izskats
Tā ir bezkrāsaina, stiklveida cieta viela. Kristāliskajā formā tas ir balts.
Molekulārā masa
69,6182 g / mol.
Garša
Nedaudz rūgta
Blīvums
-Kristālisks: 2,46 g / ml.
-Stikla: 1,80 g / ml.
Kušanas punkts
Tam nav pilnībā definēta kušanas temperatūra, jo tas ir atkarīgs no tā, cik kristālisks vai stiklveida tas ir. Tīri kristāliska forma kūst pie 450 ° C; tomēr stiklveida forma kūst temperatūras diapazonā no 300 līdz 700ºC.
Vārīšanās punkts
Atkal paziņotās vērtības neatbilst šai vērtībai. Acīmredzami šķidrs bora oksīds (izkusis no tā kristāliem vai no stikla) vārās 1860 ° C temperatūrā.
Stabilitāte
Tas jātur sauss, jo tas absorbē mitrumu, lai pārveidotos par borskābi, B (OH) 3 .
Nomenklatūra
Bora oksīdu var nosaukt citos veidos, piemēram:
-Diborona trioksīds (sistemātiska nomenklatūra).
-Borona (III) oksīds (krājumu nomenklatūra).
-Bora oksīds (tradicionālā nomenklatūra).
Lietojumprogrammas
Daži no bora oksīda izmantošanas veidiem ir:
Bora trihalīdu sintēze
Bora trihalogenides, BX 3 (X = F, Cl un Br) var sintezēt no B 2 O 3 . Šie savienojumi ir Lūisa skābes, un ar tiem ir iespējams ieviest bora atomus noteiktām molekulām, lai iegūtu citus atvasinājumus ar jaunām īpašībām.
Insekticīds
Ciets maisījums ar borskābi, B 2 O 3 -B (OH) 3 , ir formula, ko izmanto kā mājsaimniecības insekticīdu.
Metālu oksīdu šķīdinātājs: glāžu, keramikas un bora sakausējumu veidošanās
Šķidrais bora oksīds spēj izšķīdināt metāla oksīdus. No iegūtā maisījuma pēc atdzesēšanas iegūst cietas vielas, kas sastāv no bora un metāliem.
Atkarībā no izmantotā B 2 O 3 daudzuma , kā arī tehnikas un metāla oksīda veida var iegūt daudz dažādu stiklu (borosilikāti), keramikas (bora nitrīdi un karbīdi) un sakausējumus (ja tiek izmantoti). tikai metāli).
Parasti stikls vai keramika iegūst lielāku izturību un izturību, kā arī lielāku izturību. Brilles galu galā tiek izmantotas optiskajiem un teleskopiskajiem objektīviem, kā arī elektroniskajām ierīcēm.
Saistviela
Tērauda kausēšanas krāsnīs tiek izmantoti ugunsizturīgi ķieģeļi uz magnija bāzes. Bora oksīds tiek izmantots kā saistviela, palīdzot tos cieši turēt kopā.
Atsauces
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019. gads). Bora trioksīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019. gads). Borskābes oksīds. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019. gads). Borika oksīds. 20 mūļu komanda Borax. Atgūts no: borax.com
- A. Mukhanovs, OO Kurakevičs un VL Soložeņko. (sf). Uz bora (III) oksīda cietības. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Francija.
- Hansens T. (2015). B 2 O 3 (borskābe). Atgūts no: digitalfire.com