בורון תחמוצת (B2O3) מבנה, תכונות, המינוח ושימושים



ה תחמוצת בור או בוריד אנהידריד הוא תרכובת אנאורגנית שנוסחה הכימי הוא B2הו3. כמו בורון ורכיבי החמצן של בלוק p של הטבלה המחזורית, ואפילו יותר ראשים של הקבוצות שלהם, ההבדל electronegativity ביניהם אינו גבוה מאוד; לכן, יש לצפות כי B2הו3 להיות קוולנטיים בטבע.

B2הו3 הוא מוכן על ידי המסת borax חומצה גופרתית מרוכזת בתוך כור ההיתוך ובטמפרטורה של 750 מעלות צלזיוס; חומצה בורית תרמית, B (OH)3, בטמפרטורה של כ -300 מעלות צלזיוס; או שהוא יכול להיווצר גם כתוצר של התגובה diborane (B2ח6) עם חמצן.

תחמוצת בורון יכול להיות בעל מראה שקוף למחצה או גבישי; זה האחרון ניתן להשיג על ידי שחיקה בצורת אבקה (תמונה עליונה).

למרות שזה אולי לא נראה ממבט ראשון, זה נחשב B2הו3 כאחת התחמוצות האורגניות המורכבות ביותר; לא רק מנקודת מבט מבנית, אלא גם בשל המאפיינים המשתנים שקנה ​​משקפיים וקרמיקה, אליהם הם מתווספים למטריצה ​​שלהם.

אינדקס

  • מבנה של תחמוצת בור
    • 1.1 יחידה BO3
    • 1.2 מבנה גביש
    • 1.3 מבנה הזגוג
  • 2 מאפיינים
    • 2.1 מראה פיזי
    • 2.2 המסה המולקולרית
    • 2.3 טעם
    • 2.4 צפיפות
    • 2.5 נקודת התכה
    • 2.6 נקודת רתיחה
    • 2.7 יציבות
  • 3 המינוח
  • 4 שימושים
    • 4.1 סינתזה של טרילידים בורון
    • 4.2 קוטל חרקים
    • 4.3 ממיסים של תחמוצות מתכת: היווצרות משקפיים, קרמיקה וסגסוגות בורון
    • 4.4 קלסר
  • 5 הפניות

מבנה תחמוצת בור

יחידת BO3

B2הו3 הוא מוצק קוולנטי, כך בתיאוריה אין B יונים במבנה שלה3+ ולא O2-, אבל B-O קישורים. בורון, על פי תורת הקשר של הערבויות (VTE), יכול ליצור רק שלושה קשרים קוולנטיים; במקרה זה, שלושה קישורים B-O. כתוצאה מכך, הגיאומטריה הצפויה חייבת להיות טריגונית, BO3.

מולקולת ה- BO3 הוא חסר באלקטרונים, במיוחד אטומי חמצן; עם זאת, כמה מהם יכולים לתקשר אחד עם השני כדי לספק את החסר אמר. אז, המשולש BO3 הם מצטרפים על ידי שיתוף גשר חמצן, והם מופצים בחלל כמו רשתות שורה משולשת עם המטוסים שלהם בכיוון שונה.

מבנה גביש

התמונה העליונה מציגה דוגמה של שורות עם יחידות משולשות3. אם מסתכלים היטב, לא כל הפנים של המטוסים מצביעים על הקורא, אלא על צד אחר. האוריינטציות של פרצופים אלה עשויות להיות אחראיות לאופן הגדרת ה B2הו3 בטמפרטורה מסוימת ובלחץ.

כאשר רשתות אלה יש דפוס מבניים ארוכי טווח, הוא מוצק גבישי, אשר ניתן לבנות מתא יחידה שלה. זה המקום שבו B הוא אמר להיות2הו3 יש לו שני polymorphs גבישי: α ו β.

Α-B2הו3 מתרחשת בלחץ הסביבה (1 atm), והוא אמר להיות יציב מבחינה קינטית; למעשה, זוהי אחת הסיבות מדוע תחמוצת בור הוא כנראה תרכובת של התגבשות קשה.

הפולימורף השני, β-B2הו3, זה מתקבל בלחצים גבוהים בטווח של GPa; לכן, הצפיפות שלה צריכה להיות גדולה מזו של α-B2הו3.

מבנה הזגוג

רשתות BO3 מטבע הדברים הם נוטים לאמץ מבנים אמורפיים; אלה, כי חסר דפוס המתאר את המולקולות או יונים מוצק. על ידי סינתזה של B2הו3 צורתו השלטת היא אמורפית ולא גבישית; במילים נכונות: הוא מוצק יותר זגוגי מאשר גבישי.

הוא אמר אז כי B2הו3  זה זגוגי או אמורפי כאשר רשתות BO שלה3 הם מבולבלים. לא רק זה, אלא גם, הם משנים את הדרך בה הם באים יחד. במקום להיות מסודרים בגיאומטריה טריגונלית, הם בסופו של דבר להיות מקושר ליצור מה החוקרים קוראים טבעת boroxol (תמונה עליונה).

שימו לב להבדל הברור בין היחידות המשולשות והמשושות. משולשים המאפיינים את B2הו3 גבישי ומשושה ל- B2הו3 זגוגית דרך נוספת להתייחס לשלב אמורפי זה היא זכוכית בורון, או על ידי נוסחה: g-B2הו3 ('g' מגיע מן המילה זכוכית, באנגלית).

לפיכך, רשתות G-B2הו3 הם מורכבים טבעות boroxol ולא יחידות BO3. עם זאת, G-B2הו3 ניתן להתגבש α-B2הו3, אשר רומז interconversion של טבעות למשולשים, וגם להגדיר את מידת התגבשות שהושג.

מאפיינים

מראה פיזי

זה מוצק וחסר זכוכית. בצורתו הגבישית הוא לבן.

המסה המולקולרית

69.6182 g / mol.

טעם

קצת מריר

צפיפות

-קריסטל: 2.46 גרם / מ"ל.

-זגוגית: 1.80 גרם / מ"ל.

נקודת התכה

אין לו נקודת התכה מוגדרת לחלוטין, כי זה תלוי איך גבישית או זגוגית זה. צורת גבישי טהור נמס על 450 מעלות צלזיוס; עם זאת, צורה מזוגגות נמס בטווח של טמפרטורות הנעים בין 300 ל 700 מעלות צלזיוס.

נקודת רתיחה

שוב, הערכים המדווחים אינם תואמים ערך זה. כנראה שחמצן בורון נוזלי (שנמס מן הגבישים או מכוסו) מסתכם ב -1860 מעלות צלזיוס.

יציבות

זה חייב להיות כל הזמן יבש, שכן הוא סופג לחות להפוך לחומצה בורית, B (OH)3.

המינוח

תחמוצת בורון יכול להיות שם בדרכים אחרות, כגון:

-Diboro Trioxide (מינוח שיטתי).

-תחמוצת בורון (III) (nomanlature המניות).

-תחמוצת בוריק (נומנקלטורה מסורתית).

שימושים

חלק מהשימושים של תחמוצת בורון הם:

סינתזה של טרילידים בורון

מ B2הו3 יכול להיות מסולק בורון trihalides, BX3 (X = F, Cl ו Br). תרכובות אלה הן חומצות לואיס, ואיתן ניתן להציג אטומי בורון למולקולות מסוימות כדי להשיג נגזרים אחרים עם תכונות חדשות.

קוטל חרקים

תערובת מוצקה עם חומצת בור, B2הו3-B (OH)3, מייצג נוסחה המשמשת קוטל חרקים מקומי.

ממיסים של תחמוצות מתכתיים: היווצרות משקפיים, קרמיקה וסגסוגות בור

תחמוצת בורון נוזלי מסוגל להמיס תחמוצות מתכת. מתוך תערובת זו, לאחר מקורר, מוצקים מתקבלים על ידי בורון ומתכות.

בהתאם לסכום של B2הו3 כמו גם את הטכניקה, ואת סוג של תחמוצת מתכת, אתה יכול לקבל מגוון עשיר של משקפיים (borosilicates), קרמיקה (nitrides ו בורון קרביד), וסגסוגות (אם רק מתכות משמשים).

באופן כללי, זכוכית או קרמיקה לרכוש כוח רב יותר כוח, כמו גם עמידות רבה יותר. במקרה של משקפיים, בסופו של דבר הם משמשים עבור עדשות אופטיות טלסקופים, ועל מכשירים אלקטרוניים.

בינדר

בבניית פלדה תנורים תנור, לבנים עקשן עם בסיס מגנזיום משמשים. בהם, תחמוצת בור משמש כקלסר, עוזר לשמור אותם קשורה בחוזקה.

הפניות

  1. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית). מק גרב היל.
  2. ויקיפדיה. (2019). בורון תלת-חמצני. מקור: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). תחמוצת בוריק. מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. ריו טינטו. (2019). תחמוצת בורקס. 20 צוות בורקס. מקור: borax.com
  5. א Mukhanov, א O. Kurakevich, ו V. L Solozhenko. (s.f.). על קשיות בורון (III) תחמוצת. LPMTMCNRS, Paris Paris Nord, Villetaneuse, צרפת.
  6. Hansen T. (2015). ב2הו3 (תחמוצת בוריק). מקור: