Štruktúra, vlastnosti, nomenklatúra a použitie bór oxidu (B2O3)



oxid boritý alebo anhydrid kyseliny boritej je anorganická zlúčenina, ktorej chemický vzorec je B2O3. Ako prvky bóru a kyslíka p bloku periodickej tabuľky a ešte viac hláv ich skupín nie je rozdiel elektronegativity medzi nimi veľmi vysoký; preto sa očakáva, že B2O3 majú kovalentnú povahu.

B2O3 pripravuje sa rozpustením bóraxu v koncentrovanej kyseline sírovej v taviacej peci a pri teplote 750 ° C; tepelná dehydratácia kyseliny boritej, B (OH)3, pri teplote asi 300 ° C; alebo môže byť tiež vytvorený ako produkt diboránovej reakcie (B2H6) s kyslíkom.

Oxid boritý môže mať polopriehľadný sklovitý alebo kryštalický vzhľad; Posledne uvedené možno získať mletím vo forme prášku (vrchný obrázok)..

Hoci sa to na prvý pohľad nemusí zdať, považuje sa za B2O3 ako jeden z najkomplexnejších anorganických oxidov; nielen zo štrukturálneho hľadiska, ale aj kvôli premenlivým vlastnostiam, ktoré získavajú okuliare a keramika, ku ktorým sa pridávajú do matrice.

index

  • 1 Štruktúra oxidu boritého
    • 1.1 Jednotka BO3
    • 1.2 Kryštálová štruktúra
    • 1.3 Štruktúra skloviny
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Fyzický vzhľad
    • 2.2 Molekulová hmotnosť
    • 2.3 Chuť
    • 2.4 Hustota
    • 2,5 Teplota topenia
    • 2.6 Teplota varu
    • 2.7 Stabilita
  • 3 Nomenklatúra
  • 4 Použitie
    • 4.1 Syntéza trihalogenidov bóru
    • 4.2 Insekticíd
    • 4.3 Rozpúšťadlo oxidov kovov: tvorba skiel, keramiky a zliatin bóru
    • 4.4 Spojivo
  • 5 Referencie

Štruktúra oxidu boritého

BO Unit3

B2O3 je kovalentná tuhá látka, takže teoreticky nie sú vo svojej štruktúre žiadne B ióny3+ ani O2-, ale B-O odkazy. Bór, podľa teórie valenčných väzieb (VTE), môže tvoriť iba tri kovalentné väzby; v tomto prípade tri prepojenia B-O. V dôsledku toho musí byť očakávaná geometria trigonálna, BO3.

Molekula BO3 je nedostatočný v elektrónoch, najmä v atómoch kyslíka; avšak niektoré z nich môžu vzájomne spolupracovať, aby poskytli uvedený nedostatok. Takže trojuholníky BO3 spoja sa zdieľaním kyslíkového mostíka a sú rozmiestnené v priestore ako trojuholníkové siete s ich orientáciami rôznymi smermi.

Kryštálová štruktúra

Horný obrázok znázorňuje príklad uvedených radov s trojuholníkovými jednotkami BO3. Ak sa pozriete pozorne, nie všetky tváre rovín poukazujú na čitateľa, ale na druhú stranu. Orientácia týchto tvárí môže byť zodpovedná za to, ako je definovaný B2O3 pri určitej teplote a tlaku.

Keď majú tieto siete štruktúrnu štruktúru s dlhým dosahom, ide o kryštalickú pevnú látku, ktorá môže byť vytvorená z jej jednotkovej bunky. Toto je miesto, kde sa hovorí, že B je2O3 Má dva kryštalické polymorfy: α a β.

A-B2O3 sa vyskytuje pri okolitom tlaku (1 atm) a uvádza sa, že je kineticky nestabilný; v skutočnosti je to jeden z dôvodov, prečo je oxid boritý pravdepodobne zlúčeninou s ťažkou kryštalizáciou.

Ďalší polymorf, P-B2O3, získa sa pri vysokých tlakoch v rozsahu GPa; preto musí byť jeho hustota väčšia ako hustota a-B2O3.

Štruktúra sklovca

Siete BO3 prirodzene majú sklon prijímať amorfné štruktúry; tieto sú, ktoré nemajú vzor, ​​ktorý opisuje molekuly alebo ióny v pevnej látke. Syntetizáciou B2O3 jeho prevládajúca forma je amorfná a nie je kryštalická; správnymi slovami: je to pevná látka viac sklovitá ako kryštalická.

Hovorí sa, že B2O3  je to sklovitý alebo amorfný, keď sú jeho BO siete3 Sú chaotickí. Nielen to, ale aj spôsob, akým sa stretávajú. Namiesto toho, aby boli usporiadané v trigonálnej geometrii, skončia tak, aby vytvorili to, čo výskumníci nazývajú boroxolovým kruhom (vrchný obrázok).

Všimnite si zrejmý rozdiel medzi trojuholníkovými a hexagonálnymi jednotkami. Trojuholníkové charakterizujú B2O3 kryštalické a hexagonálne k B2O3 sklovca. Ďalším spôsobom, ako sa zmieniť o tejto amorfnej fáze, je bórové sklo alebo vzorca: g-B2O3 („g“ pochádza zo slova glassy, ​​v angličtine).

Teda siete G-B2O3 sú zložené z boroxolových kruhov a nie jednotiek BO3. Avšak g-B2O3 môže kryštalizovať na a-B2O3, čo by znamenalo vzájomnú premenu kruhov na trojuholníky a tiež definovalo dosiahnutý stupeň kryštalizácie.

vlastnosti

Fyzický vzhľad

Je to bezfarebná a sklovitá tuhá látka. Vo svojej kryštalickej forme je biela.

Molekulová hmotnosť

69,6182 g / mol.

príchuť

Mierne horká

hustota

-Kryštalický: 2,46 g / ml.

-Sklovec: 1,80 g / ml.

Teplota topenia

Nemá úplne definovanú teplotu topenia, pretože závisí od toho, aký je kryštalický alebo sklovitý. Čistá kryštalická forma sa topí pri 450 ° C; Sklovitá forma sa však topí v rozmedzí teplôt od 300 do 700 ° C.

Teplota varu

Hlásené hodnoty opäť nezodpovedajú tejto hodnote. Zjavne kvapalný oxid boritý (roztavený z jeho kryštálov alebo jeho skla) varí pri 1860 ° C.

stabilita

Musí sa udržiavať v suchu, pretože absorbuje vlhkosť, aby sa premenila na kyselinu boritú, B (OH)3.

názvoslovie

Oxid boritý môže byť pomenovaný inými spôsobmi, ako napríklad:

-Dibróroxid (systematická nomenklatúra).

-Oxid boritý (III) (nomenklatúra zásob).

-Oxid boritý (tradičná nomenklatúra).

aplikácie

Niektoré z použití oxidu boritého sú:

Syntéza trihalogenidov bóru

Od B2O3 môžu byť syntetizované trihalogenidy bóru, BX3 (X = F, Cl a Br). Tieto zlúčeniny sú Lewisove kyseliny a s nimi je možné zavádzať atómy bóru do určitých molekúl, čím sa získajú ďalšie deriváty s novými vlastnosťami.

insekticíd

Pevná zmes s kyselinou boritou B2O3-B (OH)3, predstavuje vzorec, ktorý sa používa ako domáci insekticíd.

Rozpúšťadlo oxidov kovov: tvorba skiel, keramiky a zliatin bóru

Kvapalný oxid boritý je schopný rozpúšťať oxidy kovov. Z tejto výslednej zmesi sa po ochladení získajú pevné látky pomocou bóru a kovov.

V závislosti od množstva B2O3 ako aj technika a typ oxidu kovu, môžete získať bohatú škálu pohárov (borosilikátov), ​​keramiky (nitridy a karbidy bóru) a zliatin (ak sa používajú iba kovy).

Všeobecne platí, že sklo alebo keramika získavajú väčšiu pevnosť a pevnosť, ako aj väčšiu odolnosť. V prípade okuliarov sa používajú pre optické šošovky a teleskopy a pre elektronické zariadenia.

zakladač

Pri konštrukcii taviacich pecí na oceľ sa používajú žiaruvzdorné tehly s horčíkovou bázou. V nich sa oxid boritý používa ako spojivo, ktoré pomáha udržiavať ich pevne viazané.

referencie

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Oxid boritý. Zdroj: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Oxid boritý. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rio Tinto. (2019). Borix oxid. 20 Mule tím Borax. Zdroj: borax.com
  5. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich a V. L. Solozhenko. (N. D.). O tvrdosti oxidu boritého. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Francúzsko.
  6. Hansen T. (2015). B2O3 (Oxid boritý). Zdroj: digitalfire.com