- Structura oxidului de bor
- Unitate BO
- Structură cristalină
- Structura vitroasă
- Proprietăți
- Aspectul fizic
- Masa moleculara
- Gust
- Densitate
- Punct de topire
- Punct de fierbere
- Stabilitate
- Nomenclatură
- Aplicații
- Sinteza trihalidelor de bor
- Insecticid
- Solvent pentru oxizi metalici: formarea de ochelari, ceramică și aliaje de bor
- Liant
- Referințe
Oxidul de bor sau anhidrida boric este un compus anorganic a cărui formulă chimică este B 2 O 3 . Deoarece borul și oxigenul sunt elemente ale blocului p al tabelului periodic și, cu atât mai mult, capete ale grupurilor respective, diferența de electronegativitate între ele nu este foarte mare; prin urmare, B 2 O 3 este de așteptat să fie de natură covalentă.
B 2 O 3 este preparat prin dizolvarea boraxului în acid sulfuric concentrat într-un cuptor de topire și la o temperatură de 750 ° C; acidul boric de deshidratare termică, B (OH) 3 , la o temperatură de aproximativ 300 ° C; sau poate fi, de asemenea, format ca produs al reacției diboranei (B 2 H 6 ) cu oxigenul.
Praf de oxid de bor. Sursa: Materialscientist la Wikipedia engleză
Oxidul de bor poate avea un aspect sticloasă sau cristalină semitransparentă; acesta din urmă prin șlefuire poate fi obținut sub formă de pulbere (imaginea de sus).
Deși poate să nu pară la prima vedere, B 2 O 3 este considerat unul dintre cei mai complexi oxizi anorganici; nu numai din punct de vedere structural, ci și datorită proprietăților variabile dobândite de ochelari și ceramică cărora le este adăugată matricea.
Structura oxidului de bor
Unitate BO
B 2 O 3 este un solid covalentă, deci teoretic nu există B 3+ sau O 2 ioni în structura sa , dar legăturile BO. Borul, conform teoriei legăturilor de valență (TEV), poate forma doar trei legături covalente; în acest caz, trei legături BO. În consecință, geometria preconizată trebuie să fie trigonală, BO 3 .
Molecula BO 3 este deficitară în electroni, în special în atomii de oxigen; Cu toate acestea, mai multe dintre ele pot interacționa între ele pentru a furniza deficitul menționat. Astfel, triunghiurile BO 3 sunt unite prin împărtășirea unei punți de oxigen și sunt distribuite în spațiu ca rețele de rânduri triunghiulare cu planurile lor orientate în moduri diferite.
Structură cristalină
Structura cristalină de oxid de bor. Sursa: Orci
Un exemplu de astfel de rânduri cu unități triunghiulare BO 3 este prezentat în imaginea de mai sus . Dacă te uiți cu atenție, nu toate fețele planurilor îndreaptă spre cititor, ci invers. Orientările acestor fețe pot fi responsabile pentru modul în care B 2 O 3 este definit la o anumită temperatură și presiune.
Când aceste rețele au un model structural de lungă durată, este un solid cristalin, care poate fi construit din celula sa unitară. Aici se spune că B 2 O 3 are doi polimorfi cristalini: α și β.
Α-B 2 O 3 este produs la presiune ambiantă (1 atm) și se spune că este cinetic instabil; de fapt, acesta este unul dintre motivele pentru care oxidul de bor este probabil un compus dificil de cristalizat.
Celălalt polimorf, β-B 2 O 3 , este obținut la presiuni mari în gama GPa; De aceea, densitatea acestuia trebuie să fie mai mare decât cea a α-B 2 O 3 .
Structura vitroasă
Inel de boroxol. Sursa: CCoil
Rețelele BO 3 tind în mod natural să adopte structuri amorfe; Acestea sunt, le lipsește un model care descrie moleculele sau ionii din solid. Când B 2 O 3 este sintetizat, forma sa predominantă este amorfă și nu cristalină; în cuvinte corecte: este un solid mai sticlos decât cristalin.
Se spune că B 2 O 3 este vitroasă sau amorfă atunci când rețelele sale BO 3 sunt dezordonate. Nu numai acest lucru, dar schimbă și modul în care se reunesc. În loc să fie aranjați într-o geometrie trigonală, ei sfârșesc prin a se lega pentru a crea ceea ce cercetătorii numesc un inel de boroxol (imaginea de sus).
Notă diferența evidentă între unitățile triunghiulare și hexagonale. Cele triunghiulare caracterizează B 2 O 3 cristaline, iar cele hexagonale caracterizează B 2 O 3 vitroase. Un alt mod de a face referire la această fază amorfă este borul de sticlă, sau printr-o formulă: gB 2 O 3 („g” provine de la cuvântul glassy, în engleză).
Astfel, rețelele gB 2 O 3 sunt compuse din inele de boroxol și nu de unități BO 3 . Cu toate acestea, gB 2 O 3 se poate cristaliza până la α-B 2 O 3 , ceea ce ar presupune o interconversie a inelelor în triunghiuri și ar defini, de asemenea, gradul de cristalizare obținut.
Proprietăți
Aspectul fizic
Este un solid incolor, sticlos. În forma sa cristalină este alb.
Masa moleculara
69,6182 g / mol.
Gust
Ușor de amar
Densitate
-Cristalin: 2,46 g / ml.
-Vitruos: 1,80g / ml.
Punct de topire
Nu are un punct de topire complet definit, deoarece depinde de cât de cristalină sau sticloasă este. Forma pur cristalină se topește la 450 ° C; cu toate acestea, forma sticloasă se topește într-un interval de temperatură cuprins între 300 și 700ºC.
Punct de fierbere
Din nou, valorile raportate nu se potrivesc cu această valoare. Oxidul de bor aparent lichid (topit din cristalele sale sau din paharul său) fierbe la 1860ºC.
Stabilitate
Trebuie păstrat uscat, deoarece absoarbe umiditatea pentru a se transforma în acid boric, B (OH) 3 .
Nomenclatură
Oxidul de bor poate fi denumit în alte moduri, precum:
-Trioxidul de Diboron (nomenclator sistematic).
-Boron (III) oxid (nomenclator de stoc).
-Oxidul boric (nomenclatura tradițională).
Aplicații
Unele dintre utilizările pentru oxidul de bor sunt:
Sinteza trihalidelor de bor
Trihalogenides de bor, BX 3 (X = F, CI și Br) pot fi sintetizați din B 2 O 3 . Acești compuși sunt acizii Lewis, iar cu aceștia este posibil să se introducă atomi de bor la anumite molecule pentru a obține alți derivați cu noi proprietăți.
Insecticid
Un amestec solid cu acid boric, B 2 O 3 -B (OH) 3 , reprezintă o formulă care este folosit ca un insecticid de uz casnic.
Solvent pentru oxizi metalici: formarea de ochelari, ceramică și aliaje de bor
Oxidul de bor lichid este capabil să dizolve oxizii metalici. Din acest amestec rezultat, odată răcite, se obțin solide compuse din bor și metale.
În funcție de cantitatea de B 2 O 3 folosită, precum și de tehnică și de tipul de oxid de metal, se pot obține o varietate bogată de pahare (borosilicați), ceramică (nitruri de bor și carburi) și aliaje (dacă sunt utilizate). numai metale).
În general, sticla sau ceramica dobândesc o rezistență mai mare și rezistență și, de asemenea, o durabilitate mai mare. În cazul ochelarilor, acestea ajung să fie utilizate pentru lentile optice și telescopice și pentru dispozitivele electronice.
Liant
În construcția cuptoarelor de topire din oțel se folosesc cărămizi refractare pe bază de magneziu. Oxidul de bor este folosit ca liant, ajutând la menținerea lor strânsă.
Referințe
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Trioxid de bor. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Extract. (2019). Oxid boric. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Oxid de borix. 20 Mule Team Borax. Recuperat de la: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevich și VL Solozhenko. (Sf). Pe duritatea borului (III) Oxidul. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Franța.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (Oxid boric). Recuperat de la: digitalfire.com