Cấu trúc, tính chất, danh pháp và cách sử dụng Boron oxide (B2O3)



các oxit boron hoặc boric anhydride là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là B2Ôi3. Vì các nguyên tố boron và oxy của khối p của bảng tuần hoàn, và thậm chí nhiều đầu của các nhóm tương ứng của chúng, sự khác biệt về độ âm điện giữa chúng không cao lắm; do đó, dự kiến ​​B2Ôi3 được cộng hóa trị trong tự nhiên.

B2Ôi3 nó được điều chế bằng cách hòa tan borax trong axit sunfuric đậm đặc trong lò nung chảy và ở nhiệt độ 750 ° C; axit boric khử nước nhiệt, B (OH)3, ở nhiệt độ khoảng 300 ° C; hoặc nó cũng có thể được tạo thành như một sản phẩm của phản ứng diborane (B2H6) với oxy.

Boron oxide có thể có hình dạng tinh thể bán tinh thể hoặc bán tinh thể; Loại thứ hai có thể thu được bằng cách nghiền ở dạng bột (ảnh trên).

Mặc dù có vẻ như không phải từ cái nhìn đầu tiên, nó được coi là B2Ôi3 là một trong những oxit vô cơ phức tạp nhất; không chỉ từ quan điểm cấu trúc, mà còn do các tính chất thay đổi mà kính và gốm có được, mà chúng được thêm vào ma trận của chúng.

Chỉ số

  • 1 Cấu trúc của oxit boron
    • 1.1 Đơn vị BO3
    • 1.2 Cấu trúc tinh thể
    • 1.3 Cấu trúc thủy tinh thể
  • 2 thuộc tính
    • 2.1 Ngoại hình
    • 2.2 Khối lượng phân tử
    • 2.3 Hương vị
    • Mật độ 2,4
    • 2.5 Điểm nóng chảy
    • 2.6 Điểm sôi
    • 2.7 Ổn định
  • 3 danh pháp
  • 4 công dụng
    • 4.1 Tổng hợp trihalide boron
    • 4.2 Thuốc trừ sâu
    • 4.3 Dung môi của oxit kim loại: hình thành thủy tinh, gốm sứ và hợp kim boron
    • 4.4 Chất kết dính
  • 5 tài liệu tham khảo

Cấu trúc của oxit boron

Đơn vị BO3

B2Ôi3 là một chất rắn cộng hóa trị, vì vậy trong lý thuyết không có ion B trong cấu trúc của nó3+ cũng không phải O2-, nhưng liên kết B-O. Boron, theo lý thuyết trái phiếu hóa trị (VTE), chỉ có thể tạo thành ba liên kết cộng hóa trị; trong trường hợp này, ba liên kết B-O. Do đó, hình học dự kiến ​​phải là lượng giác, BO3.

Phân tử BO3 nó bị thiếu electron, đặc biệt là các nguyên tử oxy; tuy nhiên, một vài trong số chúng có thể tương tác với nhau để cung cấp sự thiếu hụt nói trên. Vì vậy, các tam giác BO3 họ tham gia bằng cách chia sẻ một cây cầu oxy và chúng được phân phối trong không gian dưới dạng các mạng hàng hình tam giác với các mặt phẳng được định hướng theo các cách khác nhau.

Cấu trúc tinh thể

Hình trên cho thấy một ví dụ về các hàng đã nói với các đơn vị tam giác BO3. Nếu bạn nhìn kỹ, không phải tất cả các mặt của các mặt phẳng đều hướng đến người đọc, mà sang một mặt khác. Sự định hướng của những khuôn mặt này có thể chịu trách nhiệm về cách xác định B2Ôi3 ở nhiệt độ và áp suất nhất định.

Khi các mạng này có mô hình cấu trúc tầm xa, nó là một chất rắn kết tinh, có thể được xây dựng từ ô đơn vị của nó. Đây là nơi B được cho là2Ôi3 Nó có hai dạng đa hình tinh thể: α và.

Các α-B2Ôi3 xảy ra ở áp suất xung quanh (1 atm) và được cho là không ổn định về mặt động học; Trên thực tế, đây là một trong những lý do tại sao oxit boron có lẽ là một hợp chất khó kết tinh.

Dạng đa hình khác,-B2Ôi3, nó thu được ở áp suất cao trong phạm vi GPa; do đó, mật độ của nó phải lớn hơn so với α-B2Ôi3.

Cấu trúc thủy tinh thể

Mạng BO3 tự nhiên họ có xu hướng chấp nhận các cấu trúc vô định hình; đó là, thiếu một mô hình mô tả các phân tử hoặc ion trong chất rắn. Bằng cách tổng hợp B2Ôi3 dạng chủ yếu của nó là vô định hình và không kết tinh; nói cách chính xác: nó là một chất rắn mạnh hơn tinh thể.

Người ta nói rằng B2Ôi3  nó là thủy tinh thể hoặc vô định hình khi các mạng BO của nó3 Chúng lộn xộn. Không chỉ điều này, mà còn, họ thay đổi cách họ đến với nhau. Thay vì được sắp xếp theo hình học lượng giác, cuối cùng chúng được liên kết để tạo ra thứ mà các nhà nghiên cứu gọi là vòng boroxol (ảnh trên cùng).

Lưu ý sự khác biệt rõ ràng giữa các đơn vị hình tam giác và hình lục giác. Những hình tam giác đặc trưng cho B2Ôi3 kết tinh và lục giác với B2Ôi3 thủy tinh thể Một cách khác để đề cập đến pha vô định hình này là thủy tinh boron, hoặc theo một công thức: g-B2Ôi3 ('g' xuất phát từ từ thủy tinh, bằng tiếng Anh).

Do đó, các mạng G-B2Ôi3 chúng bao gồm các vòng boroxol chứ không phải các đơn vị BO3. Tuy nhiên, g-B2Ôi3 có thể kết tinh thành α-B2Ôi3, trong đó ngụ ý sự xen kẽ của các vòng thành hình tam giác, và cũng xác định mức độ kết tinh đạt được.

Thuộc tính

Ngoại hình

Nó là một chất rắn không màu và thủy tinh. Ở dạng tinh thể của nó, nó có màu trắng.

Khối lượng phân tử

69.6182 g / mol.

Hương vị

Hơi đắng

Mật độ

-Kết tinh: 2,46 g / mL.

-Thủy tinh thể: 1,80g / mL.

Điểm nóng chảy

Nó không có điểm nóng chảy được xác định đầy đủ, bởi vì nó phụ thuộc vào mức độ kết tinh hay thủy tinh thể của nó. Dạng tinh thể hoàn toàn tan chảy ở 450 ° C; tuy nhiên, dạng thủy tinh tan chảy trong một phạm vi nhiệt độ từ 300 đến 700ºC.

Điểm sôi

Một lần nữa, các giá trị được báo cáo không khớp với giá trị này. Rõ ràng oxit boron lỏng (nóng chảy từ tinh thể hoặc thủy tinh của nó) sôi ở 1860ºC.

Ổn định

Nó phải được giữ khô, vì nó hấp thụ độ ẩm để chuyển thành axit boric, B (OH)3.

Danh pháp

Boron oxide có thể được đặt tên theo những cách khác, chẳng hạn như:

-Diboro trioxide (danh pháp hệ thống).

-Boron oxide (III) (danh pháp chứng khoán).

-Ôxít Boric (danh pháp truyền thống).

Công dụng

Một số công dụng của oxit boron là:

Tổng hợp boron trihalides

Từ B2Ôi3 có thể được tổng hợp boron trihalides, BX3 (X = F, Cl và Br). Các hợp chất này là axit Lewis và với chúng, có thể đưa các nguyên tử boron vào các phân tử nhất định để thu được các dẫn xuất khác có tính chất mới.

Thuốc diệt côn trùng

Một hỗn hợp rắn với axit boric, B2Ôi3-B (OH)3, đại diện cho một công thức được sử dụng như một loại thuốc trừ sâu trong nước.

Dung môi của oxit kim loại: hình thành thủy tinh, gốm sứ và hợp kim boron

Oxit boron lỏng có khả năng hòa tan các oxit kim loại. Từ hỗn hợp thu được này, một khi được làm lạnh, chất rắn thu được bằng boron và kim loại.

Tùy thuộc vào lượng B2Ôi3 được sử dụng, cũng như kỹ thuật và loại oxit kim loại, bạn có thể có nhiều loại kính (borosilicates), gốm sứ (nitrua và boron carbua) và hợp kim (nếu chỉ sử dụng kim loại).

Nói chung, thủy tinh hoặc gốm có được sức mạnh và sức mạnh lớn hơn, cũng như độ bền cao hơn. Trong trường hợp kính, cuối cùng chúng được sử dụng cho ống kính quang học và kính viễn vọng, và cho các thiết bị điện tử.

Chất kết dính

Trong việc xây dựng lò nung chảy thép, gạch chịu lửa có gốc magiê được sử dụng. Trong đó, oxit boron được sử dụng làm chất kết dính, giúp giữ chặt chúng.

Tài liệu tham khảo

  1. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ (Ấn bản thứ tư). Đồi Mc Graw.
  2. Wikipedia. (2019). Boron trioxide. Lấy từ: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Ôxít boric. Lấy từ: pubool.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rio Tinto. (2019). Ôxít Borix. 20 đội Mule Borax. Lấy từ: borax.com
  5. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich và V. L. Solozhenko. (s.f.). Về độ cứng của Boron (III) Oxide. LPMTMCNRS, Đại học Paris Nord, Villetaneuse, Pháp.
  6. Hansen T. (2015). B2Ôi3 (Ôxít Boric). Lấy từ: Digitalfire.com