Boreoksyd (B2O3) struktur, egenskaper, nomenklatur og bruk



den boroksid eller borsyreanhydrid er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er B2O3. Som bor- og oksygenelementene i p-kvarteret i det periodiske bordet, og enda flere hodene til deres respektive grupper, er forskjellen mellom elektronegativitet mellom dem ikke veldig høy; Derfor må det forventes at B2O3 være kovalent i naturen.

B2O3 den fremstilles ved å oppløse boraks i konsentrert svovelsyre i en smelteovn og ved en temperatur på 750 ° C; termisk dehydrerende borsyre, B (OH)3, ved en temperatur på ca. 300 ° C; eller det kan også dannes som et produkt av diboranreaksjonen (B2H6) med oksygen.

Boringoksid kan ha et halvt gjennomsiktig glassaktig eller krystallinsk utseende; Sistnevnte kan oppnås ved sliping i pulverform (toppbilde).

Selv om det kanskje ikke synes ved første øyekast, betraktes det som B2O3 som en av de mest komplekse uorganiske oksyder; ikke bare fra et strukturelt synspunkt, men også på grunn av de variable egenskaper som briller og keramikk erverver, som de blir lagt til i deres matrise.

index

  • 1 Struktur av boroksid
    • 1.1 Enhet BO3
    • 1.2 Krystallstruktur
    • 1.3 Vitrøs struktur
  • 2 Egenskaper
    • 2.1 Fysisk utseende
    • 2,2 Molekylmasse
    • 2.3 Smak
    • 2,4 tetthet
    • 2,5 smeltepunkt
    • 2,6 kokepunkt
    • 2,7 stabilitet
  • 3 Nomenklatur
  • 4 bruksområder
    • 4.1 Syntese av bortrihalider
    • 4.2 Insektmiddel
    • 4.3 Løsemiddel av metalloksyder: dannelse av briller, keramikk og bor legeringer
    • 4.4 bindemiddel
  • 5 referanser

Struktur av boroksid

BO-enhet3

B2O3 er et kovalent fast stoff, så i teorien er det ingen B-ioner i sin struktur3+ heller ikke O2-, men B-O koblinger. Bor, ifølge valensbindingsteorien (VTE), kan bare danne tre kovalente bindinger; i dette tilfellet tre B-O linker. Som følge av dette må den forventede geometrien være trigonal, BO3.

BO molekylet3 den er mangelfull i elektroner, spesielt oksygenatomer; Imidlertid kan flere av dem samhandle med hverandre for å levere nevnte mangel. Så trekantene BO3 de går med ved å dele en oksygenbro, og de blir fordelt i rommet som trekantete radnett med sine planer orientert på forskjellige måter.

Krystallstruktur

Det øvre bildet viser et eksempel på nevnte rader med trekantede enheter BO3. Hvis du ser nøye ut, peker ikke alle ansiktene på flyene til leseren, men til en annen side. Orienteringene til disse ansikter kan være ansvarlige for hvordan B er definert2O3 ved en viss temperatur og trykk.

Når disse nettverkene har et langsiktig strukturelt mønster, er det et krystallinsk faststoff som kan konstrueres fra sin enhetscelle. Det er her B sies å være2O3 Den har to krystallinske polymorfer: a og p.

A-b2O3 forekommer ved omgivelsestrykk (1 atm), og sies å være kinetisk ustabil; Faktisk er dette en av grunnene til at boroksid sannsynligvis er en forbindelse med vanskelig krystallisering.

Den andre polymorfen, P-B2O3, den er oppnådd ved høytrykk i området av GPa; Derfor må dens tetthet være større enn den for a-B2O3.

Vitrøs struktur

Nettverket BO3 Naturligvis har de en tendens til å vedta amorfe strukturer; disse er, som mangler et mønster som beskriver molekylene eller ioner i det faste stoffet. Ved å syntetisere B2O3 dens overordnede form er amorf og ikke krystallinsk; i riktige ord: det er et solidt mer glassaktig enn krystallinsk.

Det sies da at B2O3  Det er glassagtige eller amorfe når det er BO-nettverk3 De er rotete. Ikke bare dette, men også, de forandrer måten de kommer sammen. I stedet for å bli arrangert i en trigonal geometri, blir de koblet til å skape hvilke forskere som kaller en boroksolring (toppbilde).

Legg merke til den åpenbare forskjellen mellom trekantede og sekskantede enheter. De trekantede karakteriserer B2O3 krystallinsk og sekskantet til B2O3 glasslegemet. En annen måte å henvise til denne amorfe fasen er boreglass, eller med en formel: g-B2O3 ("g" kommer fra ordet glassy, ​​på engelsk).

Dermed er G-B-nettverkene2O3 De består av boroksolringer og ikke BO-enheter3. Men g-B2O3 kan krystallisere til a-B2O3, noe som vil innebære en konvertering av ringer til trekanter, og også definere graden av krystallisering oppnådd.

egenskaper

Fysisk utseende

Det er et fargeløst og glassaktig fast stoff. I sin krystallinske form er den hvit.

Molekylær masse

69,6182 g / mol.

smaken

Litt bitter

tetthet

-Krystallinsk: 2,46 g / ml.

-Vitrær: 1,80 g / ml.

Smeltepunkt

Det har ikke et fullt definert smeltepunkt, fordi det avhenger av hvor krystallinsk eller glasaktig det er. Den rent krystallinske form smelter ved 450 ° C; Den glassagtige formen smelter imidlertid i en rekke temperaturer fra 300 til 700ºC.

Kokepunkt

Igjen samsvarer de rapporterte verdiene ikke med denne verdien. Tilsynelatende væser flytende boroksid (smeltet fra krystallene eller glasset) ved 1860ºC.

stabilitet

Det må holdes tørt, siden det absorberer fuktighet for å transformere til borsyre, B (OH)3.

nomenklatur

Boringoksid kan oppnås på andre måter, for eksempel:

-Diboro-trioksyd (systematisk nomenklatur).

-Boroksid (III) (lagernomenklatur).

-Boroksid (tradisjonell nomenklatur).

søknader

Noen av bruken av boroksid er:

Syntese av bortrihalider

Fra B2O3 kan syntetiseres bortrihalider, BX3 (X = F, Cl og Br). Disse forbindelsene er Lewis-syrer, og med dem er det mulig å introdusere boratomer til bestemte molekyler for å oppnå andre derivater med nye egenskaper.

insektmiddel

En fast blanding med borsyre, B2O3-B (OH)3, representerer en formel som brukes som et innenlands insektmiddel.

Løsemiddel av metalliske oksyder: dannelse av briller, keramikk og bor legeringer

Flytende boroksid er i stand til å oppløse metalloksider. Fra denne resulterende blanding oppnås en gang avkjølt faststoff med bor og metaller.

Avhengig av mengden B2O3 brukt, så vel som teknikken, og typen av metalloksyd, kan du få et rikt utvalg av briller (borosilikater), keramikk (nitrider og borkarbider) og legeringer (hvis bare metaller brukes).

Generelt får glass eller keramikk større styrke og styrke, samt større holdbarhet. Når det gjelder briller, blir de brukt til optiske linser og teleskoper, og for elektroniske enheter.

bindemiddel

Ved konstruksjon av smelteovner i stål brukes ildfaste murstein med magnesiumbase. I dem brukes boroksid som bindemiddel, og bidrar til å holde dem tett bundet.

referanser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Bortrioksid. Hentet fra: en.wikipedia.org
  3. Pubchem. (2019). Boroksid. Hentet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rio Tinto. (2019). Borix oksid. 20 Mule Team Borax. Hentet fra: borax.com
  5. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich og V. L. Solozhenko. (N.d.). På hardheten av bor (III) oksyd. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Frankrike.
  6. Hansen T. (2015). B2O3 (Boric Oxide). Hentet fra: digitalfire.com