- Cấu trúc oxit boron
- Đơn vị BO
- Cấu trúc tinh thể
- Cấu trúc thủy tinh thể
- Tính chất
- Ngoại hình
- Khối lượng phân tử
- Nếm thử
- Tỉ trọng
- Độ nóng chảy
- Điểm sôi
- Ổn định
- Danh pháp
- Các ứng dụng
- Tổng hợp boron trihalide
- Thuốc trừ sâu
- Dung môi cho oxit kim loại: tạo thủy tinh, gốm sứ và hợp kim bo
- Chất kết dính
- Người giới thiệu
Các oxit boron hoặc anhydrit boric là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là B 2 O 3 . Vì bo và ôxy là các nguyên tố thuộc khối p của bảng tuần hoàn, và thậm chí là các nguyên tố đứng đầu các nhóm tương ứng của chúng, nên sự chênh lệch độ âm điện giữa chúng không cao lắm; do đó, B 2 O 3 được cho là có bản chất cộng hóa trị.
B 2 O 3 được điều chế bằng cách hòa tan hàn the trong axit sunfuric đặc trong lò nung nóng chảy và ở nhiệt độ 750 ° C; khử nước bằng nhiệt axit boric, B (OH) 3 , ở nhiệt độ khoảng 300 ° C; hoặc nó cũng có thể được hình thành như một sản phẩm của phản ứng của diboran (B 2 H 6 ) với oxy.
Boron oxit bột. Nguồn: Nhà vật liệu học tại Wikipedia tiếng Anh
Boron oxit có thể có dạng thủy tinh hoặc tinh thể nửa trong suốt; sau đó bằng cách nghiền có thể thu được ở dạng bột (hình trên).
Mặc dù thoạt nhìn có vẻ không như vậy nhưng B 2 O 3 được coi là một trong những oxit vô cơ phức tạp nhất; không chỉ từ quan điểm cấu trúc, mà còn do các đặc tính thay đổi của thủy tinh và gốm sứ mà nó được thêm vào ma trận của chúng.
Cấu trúc oxit boron
Đơn vị BO
B 2 O 3 là chất rắn cộng hóa trị, vì vậy theo lý thuyết không có ion B 3+ hoặc O 2 trong cấu trúc của nó mà là liên kết BO. Boron, theo lý thuyết liên kết hóa trị (TEV), chỉ có thể hình thành ba liên kết cộng hóa trị; trong trường hợp này, ba liên kết BO. Do đó, hình học dự kiến phải là hình tam giác, BO 3 .
Phân tử BO 3 bị thiếu electron, đặc biệt là nguyên tử oxi; Tuy nhiên, một số trong số chúng có thể tương tác với nhau để cung cấp sự thiếu hụt nói trên. Do đó, các tam giác BO 3 hợp nhất bằng cách dùng chung một cầu nối Oxy, và được phân bố trong không gian dưới dạng mạng lưới các hàng tam giác với các mặt phẳng của chúng được định hướng theo các cách khác nhau.
Cấu trúc tinh thể
Boron oxit cấu trúc tinh thể. Nguồn: Orci
Ví dụ về các hàng như vậy với các đơn vị tam giác BO 3 được hiển thị trong hình trên . Nếu bạn nhìn kỹ, không phải tất cả các mặt của kế hoạch đều hướng về phía người đọc, mà là theo hướng khác. Hướng của các mặt này có thể là nguyên nhân dẫn đến cách xác định B 2 O 3 ở một nhiệt độ và áp suất nhất định.
Khi những mạng lưới này có một mô hình cấu trúc phạm vi dài, nó là một chất rắn kết tinh, có thể được xây dựng từ ô đơn vị của nó. Đây là nơi mà người ta nói rằng B 2 O 3 có hai đa hình tinh thể: α và β.
Α-B 2 O 3 được tạo 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 mà ôxít bo có lẽ là một hợp chất khó kết tinh.
Dạng đa hình khác, β-B 2 O 3 , thu được ở áp suất cao trong dải GPa; do đó, mật độ của nó phải lớn hơn của α-B 2 O 3 .
Cấu trúc thủy tinh thể
Vòng boroxol. Nguồn: CCoil
Mạng BO 3 tự nhiên có xu hướng sử dụng cấu trúc vô định hình; Chúng thiếu mô hình mô tả các phân tử hoặc ion trong chất rắn. Khi B 2 O 3 được tổng hợp, dạng chủ yếu của nó là vô định hình và không kết tinh; theo đúng từ ngữ: nó là một chất rắn thủy tinh hơn kết tinh.
B 2 O 3 sau đó được cho là thủy tinh thể hoặc vô định hình khi mạng BO 3 của nó bị rối loạn. Không chỉ điều này, mà họ còn thay đổi cách họ đến với nhau. Thay vì được sắp xếp theo hình học tam giác, chúng sẽ liên kết với nhau để tạo ra cái mà các nhà nghiên cứu gọi là vòng boroxol (hình trên).
Lưu ý sự khác biệt rõ ràng giữa các đơn vị hình tam giác và hình lục giác. Hình tam giác đặc trưng cho tinh thể B 2 O 3 , và hình lục giác đặc trưng cho thủy tinh thể B 2 O 3 . Một cách khác để chỉ pha vô định hình này là thủy tinh boron, hoặc theo công thức: gB 2 O 3 ('g' xuất phát từ từ glassy, trong tiếng Anh).
Do đó, mạng gB 2 O 3 bao gồm các vòng boroxol chứ không phải đơn vị BO 3 . Tuy nhiên, gB 2 O 3 có thể kết tinh thành α-B 2 O 3 , điều này có nghĩa là sự chuyển đổi giữa các vòng thành hình tam giác và cũng sẽ xác định mức độ kết tinh đạt được.
Tính chất
Ngoại hình
Nó là một chất rắn thủy tinh, không màu. Ở dạng tinh thể nó có màu trắng.
Khối lượng phân tử
69,6182 g / mol.
Nếm thử
Hơi đắng
Tỉ trọng
- Tinh thể: 2,46 g / mL.
-Khối lượng: 1,80g / mL.
Độ nóng chảy
Nó không có nhiệt độ nóng chảy xác định đầy đủ, vì nó phụ thuộc vào độ kết tinh hay thủy tinh của nó. Dạng tinh thể hoàn toàn nóng chảy ở 450 ° C; tuy nhiên, dạng thủy tinh nóng chảy trong khoảng 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 là oxit boron lỏng (được nấu chảy từ tinh thể hoặc từ thủy tinh của nó) sôi ở 1860ºC.
Ổn định
Nó phải được giữ khô ráo, vì nó hút ẩm để chuyển hóa thành axit boric, B (OH) 3 .
Danh pháp
Boron oxit có thể được đặt tên theo những cách khác, chẳng hạn như:
-Diboron trioxit (danh pháp hệ thống).
-Boron (III) oxit (danh pháp cổ phiếu).
-Oxit oxit (danh pháp truyền thống).
Các ứng dụng
Một số ứng dụng của ôxít bo là:
Tổng hợp boron trihalide
Boron trihalogenides, BX 3 (X = F, Cl và Br) có thể được tổng hợp từ B 2 O 3 . Các hợp chất này là các axit Lewis, và với chúng, có thể đưa các nguyên tử bo vào một số phân tử nhất định để thu được các dẫn xuất khác với các đặc tính mới.
Thuốc trừ sâu
Một hỗn hợp rắn với axit boric, B 2 O 3 -B (OH) 3 , có công thức được dùng làm thuốc trừ sâu gia dụng.
Dung môi cho oxit kim loại: tạo thủy tinh, gốm sứ và hợp kim bo
Oxit bo lỏng có khả năng hoà tan oxit kim loại. Từ hỗn hợp thu được này, sau khi làm lạnh, thu được chất rắn gồm bo và kim loại.
Tùy thuộc vào lượng B 2 O 3 được sử dụng, cũng như kỹ thuật và loại oxit kim loại, có thể thu được nhiều loại thủy tinh (borosilicat), gốm sứ (nitrit bo và cacbua), và hợp kim (nếu được sử dụng). chỉ kim loại).
Nói chung, thủy tinh hoặc gốm sứ có sức đề kháng và độ bền cao hơn, và độ bền cũng cao hơn. Trong trường hợp kính, chúng sẽ được sử dụng cho thấu kính quang học và kính thiên văn, và cho các thiết bị điện tử.
Chất kết dính
Trong việc xây dựng các lò luyện thép, gạch chịu lửa làm từ magiê được sử dụng. Boron oxit được sử dụng như một chất kết dính, giúp giữ chúng chặt chẽ với nhau.
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Wikipedia. (2019). Boron trioxit. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Oxit boric. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Ôxít borixit. Đội 20 Mule Borax. Được khôi phục từ: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevich, và VL Solozhenko. (sf). Về độ cứng của Boron (III) Oxit. LPMTMCNRS, Đại học Paris Nord, Villetaneuse, Pháp.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (Oxit boric). Khôi phục từ: digitalfire.com