Boroxid (B2O3) struktur, egenskaper, nomenklatur och användningsområden



den boroxid eller borsyraanhydrid är en oorganisk förening vars kemiska formel är B2O3. När bor och syre p-blocket i det periodiska systemet, och ännu fler huvuden av sina respektive grupper, är elektronegativitet skillnaden mellan dem inte hög; Därför kan man förvänta sig att B2O3 vara kovalent i naturen.

B2O3 den framställs genom att upplösa borax i koncentrerad svavelsyra i en smältugn och vid en temperatur av 750 ° C; termiskt dehydrerande borsyra, B (OH)3, vid en temperatur av ca 300 ° C; eller det kan även formas som en produkt av diboranreaktionen (B2H6) med syre.

Boroxid kan ha ett halvtransparent glasagtigt eller kristallint utseende; Det senare kan erhållas genom slipning i pulverform (toppbild).

Även om det kanske inte verkar vid första anblicken anses den vara B2O3 som en av de mest komplexa oorganiska oxiderna; inte bara ur strukturell synvinkel utan också på grund av de variabla egenskaper som glasögon och keramik förvärvar, till vilka de läggs till deras matris.

index

  • 1 Struktur av boroxid
    • 1.1 Enhet BO3
    • 1.2 Kristallstruktur
    • 1.3 Vitrös struktur
  • 2 egenskaper
    • 2.1 Fysisk utseende
    • 2,2 molekylmassa
    • 2.3 Smak
    • 2,4 Densitet
    • 2,5 smältpunkt
    • 2,6 kokpunkt
    • 2,7 Stabilitet
  • 3 nomenklaturen
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Syntes av bortrihalider
    • 4.2 Insekticid
    • 4.3 Lösningsmedel av metalloxider: bildning av glas, keramik och borlegeringar
    • 4.4 bindemedel
  • 5 referenser

Struktur av boroxid

BO-enhet3

B2O3 är en kovalent fast substans, så i teorin finns det inga B-joner i sin struktur3+ inte heller O2-, men B-O länkar. Bor, enligt valensbindningsteorin (VTE), kan endast bilda tre kovalenta bindningar; i det här fallet tre B-O-länkar. Till följd av detta måste den förväntade geometrin vara trigonal, BO3.

BO-molekylen3 den är bristfällig i elektroner, särskilt syreatomer; Men flera av dem kan interagera med varandra för att tillhandahålla nämnda brist. Så, trianglarna BO3 De ansluter sig genom att dela en syrebro, och de distribueras i rymden som trekantiga radnät med sina plan orienterade på olika sätt.

Kristallstruktur

Den övre bilden visar ett exempel på nämnda rader med triangulära enheter BO3. Om du ser försiktigt ut, pekar inte alla planets ansikten på läsaren, utan till en annan sida. Orienteringen av dessa ansikten kan vara ansvarig för hur B definieras2O3 vid en viss temperatur och tryck.

När dessa nätverk har ett långsträckt strukturmönster är det ett kristallint fastämne som kan konstrueras från sin enhetscell. Det är här B säger sig vara2O3 Den har två kristallina polymorfer: a och p.

A-b2O3 uppträder vid omgivningstryck (1 atm) och sägs vara kinetiskt instabilt; Detta är faktiskt en av anledningarna till att boroxid sannolikt är en förening med svår kristallisering.

Den andra polymorfen, P-B2O3, den erhålles vid höga tryck inom intervallet GPa; därför måste dess densitet vara större än den hos a-B2O3.

Vitrös struktur

Nätverket BO3 Naturligtvis tenderar de att anta amorfa strukturer; Dessa är, som saknar ett mönster som beskriver molekylerna eller jonerna i det fasta materialet. Genom att syntetisera B2O3 dess övervägande form är amorf och inte kristallin; i korrekta ord: det är ett fastare glasögon än kristallint.

Det sägs då att B2O3  Det är glasögon eller amorft när det är BO-nätverk3 De är röriga. Inte bara detta, men också, de förändrar sättet de kommer ihop. I stället för att ordnas i en trigonal geometri, hamnar de länkas för att skapa vilka forskare som kallar en boroxolring (toppbild).

Observera den uppenbara skillnaden mellan triangulära och sexkantiga enheter. De trekantiga karaktäriserar B2O3 kristallin och hexagonal till B2O3 glaskroppen. Ett annat sätt att hänvisa till denna amorffas är borglas eller med en formel: g-B2O3 ("g" kommer från ordet glassy, ​​på engelska).

Således G-B-nätverken2O3 de består av boroxolringar och inte BO-enheter3. Men g-B2O3 kan kristallisera till a-B2O3, vilket skulle innebära en omvandling av ringar till trianglar, och också definiera graden av kristallisering som uppnåtts.

egenskaper

Fysiskt utseende

Det är ett färglöst och glasigt fast material. I sin kristallina form är den vit.

Molekylmassa

69,6182 g / mol.

smak

Något bitre

densitet

-Kristallin: 2,46 g / ml.

-Vitriskt: 1,80 g / ml.

Smältpunkt

Det har inte en helt definierad smältpunkt, eftersom det beror på hur kristallint eller glasögon det är. Den rent kristallina formen smälter vid 450 ° C; Emellertid smälter den glasformiga formen i en temperaturintervall från 300 till 700ºC.

Kokpunkt

Återigen matchar de rapporterade värdena inte detta värde. Tydligen kokar flytande boroxid (smält från dess kristaller eller dess glas) vid 1860ºC.

stabilitet

Det måste hållas torrt, eftersom det absorberar fukt att omvandlas till borsyra, B (OH)3.

nomenklatur

Boroxid kan benämnas på andra sätt, såsom:

-Diborotrioxid (systematisk nomenklatur).

-Boroxid (III) (lagernomenklatur).

-Boroxid (traditionell nomenklatur).

tillämpningar

Några av användningarna av boroxid är:

Syntes av bortrihalider

Från B2O3 kan syntetiseras bortrihalider, BX3 (X = F, Cl och Br). Dessa föreningar är Lewis-syror, och med dem är det möjligt att introducera boratomer till vissa molekyler för att erhålla andra derivat med nya egenskaper.

insekticid

En fast blandning med borsyra, B2O3-B (OH)3, representerar en formel som används som en inhemsk insekticid.

Lösningsmedel av metalloxider: bildning av glas, keramik och borlegeringar

Flytande boroxid kan lösa metalloxider. Från denna resulterande blandning erhålles en gång kyld fast substanser med bor och metaller.

Beroende på mängden B2O3 begagnade och tekniken, och typen av metalloxid kan erhållas en rik variation av glas (borsilikat), keramiska (bornitrider och karbider) och legeringar (om bara metaller används).

I allmänhet förvärvar glas eller keramik större styrka och styrka, samt större hållbarhet. När det gäller glasögon slutar de användas för optiska linser och teleskop och för elektroniska apparater.

bindemedel

Vid konstruktion av smältugnar av stål används eldfasta tegelstenar med magnesiumbas. I dem används boroxid som bindemedel, vilket hjälper till att hålla dem tätt bundna.

referenser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Bortrioxid. Hämtad från: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Boroxid. Hämtad från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rio Tinto. (2019). Borixoxid. 20 Mule Team Borax. Hämtad från: borax.com
  5. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich och V. L. Solozhenko. (N.D.). På hårdheten av bor (III) Oxid. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Frankrike.
  6. Hansen T. (2015). B2O3 (Boroxid). Hämtad från: digitalfire.com