Ossido di boro (B2O3) cosa è, struttura, proprietà, usi

Lui ossido di boro o L'anidride borica è un composto inorganico la cui formula chimica è b₂O₃. Essendo elementi di boro e ossigeno del blocco P della tavola periodica e ancora più capi dei rispettivi gruppi, la differenza di elettronegatività tra loro non è molto alta; Pertanto, si prevede che la B₂O₃ essere di natura covalente.

Il b₂O₃ Viene preparato dissolvendo il borace in acido solforico concentrato all'interno di un forno di fusione e ad una temperatura di 750 ° C; Acido borico disidratante termicamente, b (OH)₃, ad una temperatura di circa 300 ° C; oppure può anche essere formato come prodotto della reazione di Diborano (B₂H₆) Con ossigeno.

L'ossido di boro può avere un aspetto di vetro semi -trasparente o cristallino; Quest'ultimo mediante macinazione può essere ottenuto in forma di polvere.

Sebbene non sembri prima vista, la B è considerata₂O₃ come uno degli ossidi inorganici più complessi; Non solo da un punto di vista strutturale, ma anche a causa delle proprietà variabili che il vetro e la ceramica acquisiscono a cui vengono aggiunti alla loro matrice.

Struttura dell'ossido di boro

Unity Bo₃

Il b₂O₃ È un solido covalente, quindi in teoria non esistono nella sua struttura ione B³⁺ né^2-, Ma collegamenti B-O. Il boro, secondo la teoria dei collegamenti di Valencia (TEV), può formare solo tre collegamenti covalenti; In questo caso, tre collegamenti B-O. Di conseguenza, la geometria prevista deve essere trigonale, Bo₃.

La molecola Bo₃ Sono elettroni poveri, in particolare atomi di ossigeno; Tuttavia, molti di loro possono interagire tra loro per fornire detta carenza. Quindi, i triangoli bo₃ Si uniscono condividendo un ponte di ossigeno e sono distribuiti nello spazio come reti di file triangolari con i loro aerei orientati in modi diversi.

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Struttura cristallina

Struttura dell'ossido di boro. Andif1, Wikimedia Commons.

Nell'immagine superiore un esempio di queste file con unità triangolari Bo₃. Se viene osservato attentamente, non tutti i volti dei piani indicano il lettore, ma dall'altra parte. Gli orientamenti di questi volti possono essere responsabili di come B è definito₂O₃ A una certa temperatura e pressione.

Quando queste reti hanno un modello strutturale a lungo raggio, è un solido cristallino, che può essere costruito dalla sua cella unitaria. Qui è dove si dice che la b₂O₃ Ha due polimorfi cristallini: α e β.

L'α-B₂O₃ Viene prodotto a pressione ambientale (1 atm) e si dice che sia cineticamente instabile; In effetti, questo è uno dei motivi per cui l'ossido di boro è probabilmente un composto di cristallizzazione difficile.

L'altro polimorfo, β-b₂O₃, Le alte pressioni sono ottenute nell'intervallo GPA; Pertanto, la sua densità deve essere maggiore di quella di α-b₂O₃.

Struttura vitrea

Anello boroxol. Ccoil (talk). Wikimedia Commons.

Reti bo₃ naturalmente tendono ad adottare strutture amorfe; Questi sono, che mancano di un modello che descrive le molecole o gli ioni nel solido. Sintetizzando la b₂O₃ La sua forma predominante è amorfa e non la cristallina; In parole corrette: è un solido più vitreo che cristallino.

Si dice quindi che il B₂O₃  È vitreo o amorfo quando i tuoi ragazzi di Bo₃ Sono disordinati. Non solo questo, ma cambia anche il modo in cui si uniscono. Invece di ordinare in una geometria trigonale, un anello boroxol (immagine superiore) finisce per creare i ricercatori (immagine superiore).

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Nota l'ovvia differenza tra unità triangolari ed esagonali. Triangolare caratterizza b₂O₃ cristallino ed esagonale a B₂O₃ vitreo. Un altro modo per riferirsi a questa fase amorfa è il vetro boro o per mezzo di una formula: G-B₂O₃ (Il 'G' proviene dalla parola vetrosa, in inglese).

Pertanto, reti G-B₂O₃ Sono composti da anelli boroxol e non da unità BO₃. Tuttavia, il G-B₂O₃ può cristallizzare in α-b₂O₃, che implicherebbe un'interconversione di anelli ai triangoli e definirebbe anche il grado di cristallizzazione raggiunto.

Proprietà

Aspetto fisico

È un solido incolore e vetroso. Nella sua forma cristallina è bianco.

Massa molecolare

69.6182 g/mol.

Gusto

Leggermente amaro

Densità

-Cristallino: 2,46 g/ml.

-Vitreous: 1,80 g/ml.

Punto di fusione

Non ha un punto di fusione completamente definito, perché dipende da quanto sia cristallino o vitreo. La forma puramente cristallina si scioglie a 450 ° C; Tuttavia, la forma vitrea si scioglie in un intervallo di temperatura che copre da 300 a 700ºC.

Punto di ebollizione

Ancora una volta, i valori segnalati non corrispondono a questo valore. Apparentemente l'ossido di boro liquido (fuso dai suoi cristalli o il suo vetro) bolle a 1860 ° C.

Stabilità

Deve essere mantenuto asciutto, poiché assorbe l'umidità per trasformarsi in acido borico, B (OH)₃.

Nomenclatura

L'ossido di boro può essere nominato in altri modi, come:

-Triossido di DIBORO (nomenclatura sistematica).

-Ossido di boro (III) (nomenclatura delle scorte).

-Ossido borico (nomenclatura tradizionale).

Applicazioni

Alcuni degli usi dell'ossido di boro sono:

Sintesi di Boro Trihalogogenuros

Da b₂O₃ può essere sintetizzato da Trihalogenuros de Boro, BX₃ (X = f, cl y br). Questi composti sono acidi Lewis e con essi è possibile introdurre atomi di boro in alcune molecole per ottenere altri derivati ​​con nuove proprietà.

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Insetticida

Una miscela solida con acido borico, b₂O₃-B (OH)₃, rappresenta una formula che viene utilizzata come insetticida domestica.

Solvente di ossidi metallici: formazione di vetro, ceramiche e leghe di boro

L'ossido di boro liquido è in grado di dissolvere gli ossidi metallici. Da questa miscela risultante, una volta raffreddata, si ottengono solidi composti da boro e metalli.

A seconda della quantità di b₂O₃ Utilizzato, nonché la tecnica e il tipo di ossido metallico, una ricca varietà di vetro (borosilicati), ceramica (nitruri e carburi di boro) e possono essere ottenute le leghe (se vengono utilizzati solo metalli).

In generale, il vetro o la ceramica acquisiscono una maggiore resistenza e resistenza e anche una maggiore durata. Nel caso del vetro, finiscono per essere utilizzati per lenti ottiche e telescopi e per dispositivi elettronici.

Raccoglitore

Nella costruzione di forni per fonderia in acciaio, vengono utilizzati mattoni refrattari con magnesio. In essi, l'ossido di boro viene usato come legante, aiutando a mantenerli fortemente uniti.

Riferimenti

1. Ossido borico. Recuperato da: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
2. Ossido di borix. 20 Mule Team Borax. Recuperato da: borace.com