的氧化硼或硼酸酐是一种无机化合物,其化学式为B 2 ö 3。由于硼和氧是元素周期表中p族的元素,更重要的是,它们是各自族的首部,它们之间的电负性差异不是很高。因此,预期B 2 O 3在本质上是共价的。
B 2 O 3的制备方法是:将硼砂溶解在融化炉中的浓硫酸中,温度为750°C;在约300℃的温度下使硼酸B(OH)3脱水;或者也可以由乙硼烷(B 2 H 6)与氧气反应生成。
氧化硼粉末。资料来源:英语维基百科的材料科学家
氧化硼可以具有半透明的玻璃状或晶体外观; 后者通过研磨可以粉末形式获得(上图)。
尽管乍看之下似乎并不如此,但B 2 O 3被认为是最复杂的无机氧化物之一。不仅从结构的角度来看,而且还归因于将其添加到其基质中的玻璃和陶瓷获得的可变特性。
氧化硼结构
BO单元
B 2 O 3是共价固体,因此从理论上讲,其结构中没有B 3+或O 2离子,而是BO键。根据价键理论(TEV),硼只能形成三个共价键。在这种情况下,三个BO链接。因此,预期的几何形状必须为三角形BO 3。
BO 3分子缺乏电子,尤其是氧原子。但是,它们中的几个可以相互交互以提供上述缺陷。因此,BO 3三角形通过共用一个氧桥而连接在一起,并以三角形排的网络分布在空间中,其平面以不同的方式定向。
晶体结构
氧化硼晶体结构。资料来源:Orci
上图显示了具有BO 3三角形单元的此类行的示例。如果仔细观察,并非计划的所有方面都指向读者,而是相反。这些面的方向可能与在特定温度和压力下如何定义B 2 O 3有关。
当这些网络具有远程结构模式时,它是结晶固体,可以从其晶胞中构建。据说B 2 O 3具有两个晶体多晶型物:α和β。
A-B 2 O 3是在环境压力(1个大气压)下产生的,据说在动力学上是不稳定的。实际上,这是氧化硼可能是难以结晶的化合物的原因之一。
的其它多晶型,β-B 2 ö 3,在GPA范围高的压力获得; 因此,它的密度必须比α-B的更大的2 ö 3。
玻璃体结构
硼氧环。资料来源:CCoil
BO 3网络自然倾向于采用非晶结构。它们是,它们缺乏描述固体中分子或离子的模式。合成B 2 O 3时,其主要形式为无定形而不是结晶。用正确的话说:它是固体,比晶体更透明。
B 2 O 3的BO 3网络无序时,称其为玻璃态或无定形。不仅如此,他们还改变了他们在一起的方式。它们最终没有连接成三角形,而是最终链接在一起以创建研究人员称为硼氧环的环(上图)。
注意三角形和六边形单位之间的明显区别。三角形的代表晶体B 2 O 3,六角形代表玻璃体B 2 O 3。表示这种非晶态相的另一种方法是硼玻璃,或用以下公式表示:gB 2 O 3(``g''来自英语中的glassy一词)。
因此,gB 2 O 3网络由硼环而不是BO 3单元组成。然而,GB 2 ö 3可以结晶成α-B 2 ö 3,这将意味着环到三角形的互变,并且也将限定结晶实现的程度。
物产
外观
它是无色玻璃状固体。呈结晶形式,为白色。
分子质量
69.6182克/摩尔
味道
有点苦
密度
-结晶:2.46g / mL。
-玻璃质:1.80g / mL。
熔点
它没有完全定义的熔点,因为它取决于其结晶或玻璃状程度。纯结晶形式在450°C熔化;但是,玻璃状玻璃的融化温度范围为300至700ºC。
沸点
再次,报告的值与此值不匹配。显然,液态氧化硼(由其晶体或玻璃熔化)在1860ºC时沸腾。
稳定性
它必须保持干燥,因为它吸收水分转化为硼酸B(OH)3。
命名法
氧化硼可以用其他方式命名,例如:
-三氧化二硼(系统命名法)。
-氧化硼(III)(库存命名法)。
-氧化硼(传统命名法)。
应用领域
氧化硼的一些用途是:
三卤化硼的合成
三卤化硼硼化物BX 3(X = F,Cl和Br)可由B 2 O 3合成。这些化合物是路易斯酸,可以将硼原子引入某些分子以获得具有新特性的其他衍生物。
杀虫剂
与硼酸B 2 O 3 -B(OH)3的固体混合物代表用作家用杀虫剂的化学式。
金属氧化物的溶剂:玻璃,陶瓷和硼合金的形成
液态氧化硼能够溶解金属氧化物。从该所得混合物中,一旦冷却,就获得了由硼和金属组成的固体。
取决于所使用的B 2 O 3的量,技术以及金属氧化物的类型,可以获得各种玻璃(硼硅酸盐),陶瓷(氮化硼和碳化硼)和合金(如果使用)。仅限金属)。
通常,玻璃或陶瓷具有更高的电阻和强度,以及更高的耐久性。就眼镜而言,它们最终被用于光学和望远镜镜头以及电子设备。
活页夹
在钢熔炉的构造中,使用了镁基耐火砖。氧化硼用作粘合剂,有助于将它们紧密地保持在一起。
参考文献
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