- Boroxidstruktur
- BO-enhet
- Kristallstruktur
- Glashaltig struktur
- Egenskaper
- Fysiskt utseende
- Molekylär massa
- Smak
- Densitet
- Smältpunkt
- Kokpunkt
- Stabilitet
- Nomenklatur
- tillämpningar
- Syntes av bor trihalider
- Insekticid
- Lösningsmedel för metalloxider: bildning av glas, keramik och borlegeringar
- Pärm
- referenser
Den boroxid eller dibortrioxid är en oorganisk förening, vars kemiska formel är B 2 O 3 . Eftersom bor och syre är element i p-blocket i det periodiska systemet, och ännu mer, huvuden för deras respektive grupper, är elektronegativitetsskillnaden mellan dem inte särskilt stor; därför, B 2 O 3 är förväntas vara kovalent till sin natur.
B 2 O 3 bereds genom upplösning av borax i koncentrerad svavelsyra i en smältugn och vid en temperatur av 750 ° C; termiskt dehydratiserande borsyra, B (OH) 3 , vid en temperatur av cirka 300 ° C; eller det kan också bildas som en produkt av reaktionen av diboran (B 2 H 6 ) med syre.
Boroxidpulver. Källa: Materialscientist på engelska Wikipedia
Boroxid kan ha ett halvtransparent glasartat eller kristallint utseende; det senare genom slipning kan erhållas i pulverform (toppbild).
Även om det kanske inte verkar så vid första anblicken, B 2 O 3 anses vara en av de mest komplexa oorganiska oxider; inte bara ur en strukturell synvinkel, utan också på grund av de variabla egenskaperna som förvärvats av glas och keramik som de läggs till i sin matris.
Boroxidstruktur
BO-enhet
B 2 O 3 är ett kovalent fast ämne, så i teorin finns det inga B 3+ eller O 2- joner i dess struktur , utan BO-bindningar. Boron kan enligt valensbindningsteorin (TEV) endast bilda tre kovalenta bindningar; i det här fallet tre BO-länkar. Som en följd av detta måste den förväntade geometri vara trigonal, BO 3 .
BO 3- molekylen är elektronbrist, särskilt syreatomer; Emellertid kan flera av dem interagera med varandra för att tillhandahålla nämnda brist. Således förenas BO 3- trianglarna genom att dela en syrebro och fördelas i rymden som nätverk av triangulära rader med sina plan orienterade på olika sätt.
Kristallstruktur
Boroxidkristallin struktur. Källa: Orci
Ett exempel på sådana rader med BO 3- triangulära enheter visas på bilden ovan . Om du tittar noga pekar inte alla ansikten i planerna mot läsaren, men tvärtom. Orienteringarna av dessa ytor kan vara ansvarig för hur B 2 O 3 är definierad vid en viss temperatur och tryck.
När dessa nätverk har ett långsiktigt strukturellt mönster är det ett kristallint fast ämne som kan byggas från dess enhetscell. Det är där det sägs att B 2 O 3 har två kristallina polymorfer: α och β.
Α-B 2 O 3 produceras vid omgivande tryck (1 atm), och sägs vara kinetiskt instabila; i själva verket är detta en av orsakerna till att boroxid förmodligen är en svårkristalliserad förening.
Den andra polymorfen, β-B 2 O 3 , erhålls vid höga tryck i GPa intervallet; därför måste dess densitet vara större än den hos α-B 2 O 3 .
Glashaltig struktur
Boroxolring. Källa: CCoil
BO 3- nätverk brukar naturligtvis anta amorfa strukturer; Dessa är, de saknar ett mönster som beskriver molekylerna eller jonerna i det fasta ämnet. När B 2 O 3 är syntetiserad, är amorft och inte kristallin dess dominerande formen; med korrekta ord: det är ett fast ämne mer glasartat än kristallint.
B 2 O 3 sägs då vara glasartad eller amorf när dess BO 3 nätverk är oordnad. Inte bara detta, utan de förändrar också hur de går samman. I stället för att vara ordnade i en trigonal geometri, slutar de att koppla samman för att skapa vad forskare kallar en boroxolring (toppbild).
Notera den uppenbara skillnaden mellan triangulära och hexagonala enheter. De triangulära ettor karakterisera kristallina B 2 O 3 , och de hexagonala ettor den vitrösa B 2 O 3 . Ett annat sätt att hänvisa till denna amorfa fas är borglas, eller med en formel: gB 2 O 3 ('g' kommer från ordet glassig, på engelska).
Sålunda, gB 2 O 3 nätverk är sammansatta av boroxol ringar och inte BO 3 enheter . Emellertid gB 2 O 3 kan kristallisera till α-B 2 O 3 , vilket skulle innebära ett ömsesidigt omvandlings av ringar till trianglar, och skulle också definiera graden av kristallisering uppnås.
Egenskaper
Fysiskt utseende
Det är ett färglöst, glasartat fast ämne. I sin kristallina form är den vit.
Molekylär massa
69,6182 g / mol.
Smak
Lite bitter
Densitet
-Kristallin: 2,46 g / ml.
-Vitreous: 1,80 g / ml.
Smältpunkt
Den har inte en helt definierad smältpunkt, eftersom den beror på hur kristallin eller glasartad den är. Den rent kristallina formen smälter vid 450 ° C; emellertid smälter den glasartade formen i ett temperaturområde från 300 till 700 ° C.
Kokpunkt
Återigen stämmer de rapporterade värdena inte med detta värde. Uppenbarligen kokar flytande boroxid (smält från dess kristaller eller från dess glas) vid 1860 ° C.
Stabilitet
Den måste hållas torr, eftersom den absorberar fukt för att förvandlas till borsyra, B (OH) 3 .
Nomenklatur
Boroxid kan namnges på andra sätt, såsom:
-Diborontrioxid (systematisk nomenklatur).
-Boron (III) oxid (stamnomenklatur).
-Borisk oxid (traditionell nomenklatur).
tillämpningar
Några av användningarna för boroxid är:
Syntes av bor trihalider
Boron trihalogenides, BX 3 (X = F, Cl och Br) kan syntetiseras från B 2 O 3 . Dessa föreningar är Lewis-syror, och med dem är det möjligt att införa boratomer till vissa molekyler för att erhålla andra derivat med nya egenskaper.
Insekticid
En fast blandning med borsyra, B 2 O 3 -B (OH) 3 , representerar en formel som används som ett hushåll insekticid.
Lösningsmedel för metalloxider: bildning av glas, keramik och borlegeringar
Flytande boroxid kan lösa metalloxider. Från denna resulterande blandning erhålls fasta ämnen sammansatta av bor och metaller när de har kylts.
Beroende på mängden av B 2 O 3 som används, såväl som tekniken, och typen av metalloxid, en rik variation av glas (borsilikater), keramer (bornitrider och karbider), och legeringar (om de används) kan erhållas. endast metaller).
Generellt sett erhåller glas eller keramik större motståndskraft och hållfasthet, och också större hållbarhet. När det gäller glasögon används de för optiska och teleskoplinser och för elektroniska apparater.
Pärm
Vid konstruktion av stålsmältugnar används magnesiumbaserade eldfasta tegelstenar. Boroxid används som bindemedel, vilket hjälper till att hålla dem tätt ihop.
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Bortrioxid. Återställd från: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Boroxid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Borixoxid. 20 Mule Team Borax. Återställd från: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevich och VL Solozhenko. (Sf). On the Hardness of Boron (III) Oxide. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Frankrike.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (boroxid). Återställs från: digitalfire.com