- Struktura borovega oksida
- BO enota
- Kristalna struktura
- Stakleno strukturo
- Lastnosti
- Fizični videz
- Molekularna masa
- Okus
- Gostota
- Tališče
- Vrelišče
- Stabilnost
- Nomenklatura
- Prijave
- Sinteza borovih trihalidov
- Insekticid
- Topilo za kovinske okside: tvorjenje kozarcev, keramike in bora
- Vezivo
- Reference
Borov oksid ali borove kisline je anorganska spojina, katerega kemijska formula je B 2 O 3 . Ker sta bor in kisik sestavni del p bloka periodične tabele, še bolj pa vodje njihovih skupin, razlika med elektronektivnostjo med njimi ni zelo velika; zato naj bi bil B 2 O 3 kovalenten.
B 2 O 3 pripravimo z raztapljanjem boraks v koncentrirani žvepleni kislini v talilni peči in pri temperaturi 750 ° C; termično dehidrirajoča borova kislina, B (OH) 3 , pri temperaturi približno 300 ° C; ali pa lahko nastane tudi kot produkt reakcije diborana (B 2 H 6 ) s kisikom.
Prah borovega oksida. Vir: Materialscientist na angleški Wikipediji
Borov oksid ima lahko polprosojen steklast ali kristalni videz; slednje z mletjem lahko dobimo v obliki prahu (zgornja slika).
Čeprav se morda ne zdi tako na prvi pogled, B 2 O 3 velja eden od najbolj zapletenih anorganskih oksidov; ne le s strukturnega vidika, ampak tudi zaradi spremenljivih lastnosti stekel in keramike, ki jim je to dodano v njihovo matrico.
Struktura borovega oksida
BO enota
B 2 O 3 je kovalentna trdna snov, zato teoretično v njeni strukturi ni ionov B 3+ ali O 2 , temveč BO vezi. Bor po teoriji valenčnih vezi (TEV) lahko tvori le tri kovalentne vezi; v tem primeru tri povezave BO. Posledično mora biti pričakovana geometrija trigonska, BO 3 .
Molekula BO 3 primanjkuje elektronov, zlasti atomov kisika; Vendar pa lahko več njih medsebojno sodeluje, da bi zagotovilo pomanjkljivost. Tako so trikotniki BO 3 združeni z deljenjem kisikovega mostu in so razporejeni v prostoru kot mreže trikotnih vrstic, katerih ravnine so usmerjene na različne načine.
Kristalna struktura
Kristalna zgradba borovega oksida. Vir: Orci
Primer takšnih vrstic s trikotnimi enotami BO 3 je prikazan na zgornji sliki . Če natančno pogledate, niso vsi obrazi načrtov usmerjeni k bralcu, ampak obratno. Usmeritve teh obrazov so lahko odgovorne za to, kako je B 2 O 3 opredeljen pri določeni temperaturi in tlaku.
Če imajo ta omrežja strukturni vzorec dolgega dosega, je to kristalna trdna snov, ki jo je mogoče zgraditi iz svoje enote. Tukaj pravijo, da ima B 2 O 3 dva kristalna polimorfa: α in β.
Α-B 2 O 3 nastaja pri zunanjem tlaku (1 atm) in naj bi bil kinetično nestabilen; pravzaprav je to eden od razlogov, da je borov oksid verjetno težko kristalizirana spojina.
Druga Polimorf, β-B 2 O 3 , dobimo pri visokih tlakih v območju GPa; zato mora biti njegova gostota večja od gostote α-B 2 O 3 .
Stakleno strukturo
Boroksol obroč. Vir: CCoil
Omrežja BO 3 po navadi sprejemajo amorfne strukture; Te so, nimajo vzorca, ki bi opisal molekule ali ione v trdni snovi. Če B 2 O 3 je sintetiziran, njegova prevladujoča oblika je amorfen in ne kristalinična; s pravilnimi besedami: trdna je bolj steklena kot kristalna.
B 2 O 3 nato naj bi steklasti ali amorfni ko njegova BO 3 omrežja so neurejeno. Ne samo to, ampak tudi spremenijo način, kako se združijo. Namesto da bi bili razporejeni po trigonski geometriji, se na koncu povežejo in ustvarijo tisto, kar raziskovalci imenujejo boroksolov obroč (zgornja slika).
Upoštevajte očitno razliko med trikotnimi in šestkotnimi enotami. Trikotne označujejo kristalni B 2 O 3 , šesterokotne pa steklaste B 2 O 3 . Drug način za sklicevanje na to amorfno fazo je borovo steklo ali s formulo: gB 2 O 3 (v angleščini 'g' izhaja iz besede stekleno).
Tako so mreže gB 2 O 3 sestavljene iz obročev boroksola in ne enot BO 3 . Vendar pa lahko gB 2 O 3 kristalizira do α-B 2 O 3 , kar bi pomenilo medsebojno pretvorbo obročev v trikotnike in bi tudi opredelilo doseženo stopnjo kristalizacije.
Lastnosti
Fizični videz
Je brezbarvna, steklena trdna snov. V svoji kristalni obliki je bel.
Molekularna masa
69.6182 g / mol.
Okus
Rahlo grenak
Gostota
-Kristalni: 2,46 g / ml.
-Steklast: 1,80 g / ml
Tališče
Nima popolnoma definiranega tališča, ker je odvisno od tega, kako kristalno ali steklen je. Čisto kristalna oblika se topi pri 450 ° C; vendar se steklena oblika topi v temperaturnem območju od 300 do 700 ° C.
Vrelišče
Ponovno se navedene vrednosti ne ujemajo s to vrednostjo. Očitno tekoči borov oksid (stopljen iz njegovih kristalov ali iz stekla) vre pri 1860 ° C.
Stabilnost
Hraniti je treba suho, saj absorbira vlago, da se pretvori v borovo kislino, B (OH) 3 .
Nomenklatura
Borov oksid lahko poimenujemo na druge načine, kot so:
-Diboron trioksid (sistematična nomenklatura).
-Borov (III) oksid (osnovna nomenklatura).
-Boričev oksid (tradicionalna nomenklatura).
Prijave
Nekatere od uporab borovega oksida so:
Sinteza borovih trihalidov
Bor trihalogenides, BX 3 (X = F, Cl in Br) lahko sintetiziramo iz B 2 O 3 . Te spojine so Lewisove kisline in z njimi je mogoče vnesti borove atome v določene molekule, da dobimo druge derivate z novimi lastnostmi.
Insekticid
Trdna zmes z borovo kislino, B 2 O 3 -B (OH) 3 , predstavlja formulo, ki se uporablja kot gospodinjski insekticid.
Topilo za kovinske okside: tvorjenje kozarcev, keramike in bora
Tekoči bor oksid lahko raztaplja kovinske okside. Iz te nastale mešanice dobimo trdne snovi, ki so sestavljene iz bora in kovin.
Glede na količino uporabljenega B 2 O 3 , tehniko in vrsto kovinskega oksida je mogoče dobiti bogato paleto kozarcev (borosilici), keramike (borovi nitridi in karbidi) in zlitin (če se uporabljajo). samo kovine).
Na splošno steklo ali keramika pridobijo večjo odpornost in trdnost ter tudi večjo obstojnost. V primeru očal se na koncu uporabljajo za optične in teleskopske leče ter za elektronske naprave.
Vezivo
Pri gradnji jekla za taljenje jekla se uporabljajo ognjevzdržne opeke na osnovi magnezija. Borov oksid se uporablja kot vezivo in tako pomaga, da jih tesno držijo skupaj.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Wikipedija. (2019). Borov trioksid. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Borni oksid. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Boriks oksid. 20 Mule Team Borax. Pridobljeno: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevič in VL Solozhenko. (sf). O trdoti borovega (III) oksida. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Francija.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (borov oksid). Pridobljeno: digitalfire.com