Struktura, vlastnosti, názvosloví a použití boroxidu (B2O3)

oxid boritý anhydrid kyseliny borité je anorganická sloučenina, jejíž chemický vzorec je B₂O₃. Jelikož prvky boru a kyslíku p bloku periodické tabulky a ještě více hlav jejich příslušných skupin, rozdíl mezi elektronegativitou mezi nimi není příliš vysoký; proto se očekává, že B₂O₃ kovalentní povahy.

B₂O₃ připravuje se rozpuštěním boraxu v koncentrované kyselině sírové v tavicí peci a při teplotě 750 ° C; tepelná dehydratace kyseliny borité, B (OH)₃, při teplotě asi 300 ° C; nebo může být také vytvořen jako produkt diboranové reakce (B₂H₆) s kyslíkem.

Oxid boritý může mít poloprůhledný skelný nebo krystalický vzhled; Posledně uvedené mohou být získány mletím ve formě prášku (horní obrázek)..

I když se to na první pohled nezdá, je považováno za B₂O₃ jako jeden z nejsložitějších anorganických oxidů; nejen ze strukturálního hlediska, ale také díky proměnlivým vlastnostem, které získávají sklenice a keramika, ke kterým se přidávají do matice.

Index

• 1 Struktura oxidu boritého
  • 1.1 Jednotka BO3
  • 1.2 Krystalová struktura
  • 1.3 Struktura skloviny
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Fyzický vzhled
  • 2.2 Molekulová hmotnost
  • 2.3 Chuť
  • 2.4 Hustota
  • 2.5 Teplota tání
  • 2.6 Bod varu
  • 2.7 Stabilita
• 3 Nomenklatura
• 4 Použití
  • 4.1 Syntéza trihalogenidů boru
  • 4.2 Insekticid
  • 4.3 Rozpouštědlo oxidů kovů: tvorba skel, keramiky a slitin boru
  • 4.4 Pojivo
• 5 Odkazy

Struktura oxidu boritého

BO Unit₃

B₂O₃ je kovalentní pevná látka, takže teoreticky ve své struktuře nejsou žádné ionty B³⁺ ani O^2-, ale B-O odkazy. Bor, podle teorie valenčních vazeb (VTE), může tvořit pouze tři kovalentní vazby; v tomto případě tři spoje B-O. V důsledku toho musí být očekávaná geometrie trigonální, BO₃.

Molekula BO₃ je deficientní v elektronech, zejména atomech kyslíku; nicméně, mnoho z nich může komunikovat spolu navzájem poskytovat zmíněný nedostatek. Takže trojúhelníky BO₃ oni se připojí sdílením kyslíkový most, a oni jsou distribuováni v prostoru jako trojúhelníkové řady sítí s jejich letadla orientovaná různými způsoby.

Krystalická struktura

Horní obrázek ukazuje příklad uvedených řad s trojúhelníkovými jednotkami BO₃. Podíváte-li se pozorně, ne všechny tváře rovin ukazují na čtenáře, ale na druhou stranu. Orientace těchto ploch může být zodpovědná za to, jak je B definován₂O₃ při určité teplotě a tlaku.

Když mají tyto sítě strukturní strukturu s dlouhým dosahem, jedná se o krystalickou pevnou látku, která může být konstruována z její jednotkové buňky. To je místo, kde se říká, že B je₂O₃ Má dva krystalické polymorfy: α a β.

Α-B₂O₃ nastává při okolním tlaku (1 atm) a je označován jako kineticky nestabilní; ve skutečnosti je to jeden z důvodů, proč je oxid boritý pravděpodobně sloučeninou obtížné krystalizace.

Další polymorf, p-B₂O₃, získá se při vysokých tlacích v rozsahu GPa; proto musí být jeho hustota větší než hustota α-B₂O₃.

Struktura skloviny

Sítě BO₃ přirozeně mají sklon přijímat amorfní struktury; to je, že postrádají vzor, ​​který popisuje molekuly nebo ionty v pevné látce. Syntetizací B₂O₃ jeho převládající forma je amorfní a není krystalická; správnými slovy: je to pevná látka více sklovitá než krystalická.

Říká se pak, že B₂O₃  je to sklovitý nebo amorfní, když jsou jeho BO sítě₃ Jsou špinavé. Nejen to, ale také mění způsob, jakým se scházejí. Namísto toho, aby byly uspořádány v trigonální geometrii, jsou nakonec spojeny, aby vytvořily to, co výzkumníci nazývají boroxolovým kruhem.

Všimněte si zřejmého rozdílu mezi trojúhelníkovými a šestihrannými jednotkami. Trojúhelníkové charakterizují B₂O₃ krystalické a hexagonální k B₂O₃ sklovitý Dalším způsobem, jak se odkazovat na tuto amorfní fázi, je borové sklo nebo vzorec: g-B₂O₃ ('g' pochází ze slova glassy, ​​v angličtině).

Tak, G-B sítě₂O₃ skládají se z boroxolových kruhů a nikoli z BO jednotek₃. Nicméně, g-B₂O₃ může krystalizovat na a-B₂O₃, což by znamenalo vzájemnou přeměnu prstenců na trojúhelníky a také definovalo dosažený stupeň krystalizace.

Vlastnosti

Fyzický vzhled

Je to bezbarvá a sklovitá pevná látka. Ve své krystalické formě je bílá.

Molekulová hmotnost

69,6182 g / mol.

Chuť

Mírně hořká

Hustota

-Krystalický: 2,46 g / ml.

-Sklovec: 1,80 g / ml.

Teplota tání

Nemá plně definovaný bod tání, protože závisí na tom, jak je krystalický nebo skelný. Čistě krystalická forma taje při 450 ° C; Sklovitá forma se však taví v rozmezí teplot od 300 do 700 ° C.

Bod varu

Hlášené hodnoty opět neodpovídají této hodnotě. Zřejmě kapalný oxid boritý (roztavený z jeho krystalů nebo jeho skla) varí při 1860 ° C.

Stabilita

Musí být udržován v suchu, protože absorbuje vlhkost, aby se přeměnila na kyselinu boritou, B (OH).₃.

Nomenklatura

Oxid boritý může být pojmenován jinými způsoby, například:

-Diboroxid (systematická nomenklatura).

-Oxid boritý (III) (názvosloví zásob).

-Oxid boritý (tradiční názvosloví).

Použití

Některá použití oxidu boru jsou: \ t

Syntéza trihalogenidů boru

Od B₂O₃ mohou být syntetizovány trihalogenidy boru, BX₃ (X = F, Cl a Br). Tyto sloučeniny jsou Lewisovy kyseliny a s nimi je možné zavést atomy boru do určitých molekul za účelem získání dalších derivátů s novými vlastnostmi.

Insekticid

Pevná směs s kyselinou boritou B₂O₃-B (OH)₃, představuje vzorec, který se používá jako domácí insekticid.

Rozpouštědlo oxidů kovů: tvorba skel, keramiky a slitin boru

Kapalný oxid boritý je schopen rozpouštět oxidy kovů. Z této výsledné směsi, po ochlazení, se pevné látky získají bórem a kovy.

V závislosti na množství B₂O₃ Používá se, stejně jako technika a typ oxidu kovu, můžete získat bohatou paletu sklenic (borosilikátů), keramiky (nitridy a karbidy bóru) a slitin (pokud se používají pouze kovy).

Obecně platí, že sklo nebo keramika získávají větší pevnost a pevnost, stejně jako větší odolnost. V případě brýlí, oni skončí být používán pro optické čočky a dalekohledy, a pro elektronická zařízení.

Pojivo

Při konstrukci tavicích pecí se používají žáruvzdorné cihly s hořčíkovou bází. Oxid boritý se v nich používá jako pojivo a pomáhá udržovat je pevně vázané.

Odkazy

1. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (Čtvrté vydání). 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 Team Borax. Zdroj: borax.com
5. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich, a V. L. Solozhenko. (s.f.). O tvrdosti oxidu boritého. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Francie.
6. Hansen T. (2015). B₂O₃ (Oxid boritý). Zdroj: digitalfire.com