Das Boroxid oder Borsäureanhydrid ist eine anorganische Verbindung, deren chemische Formel B istzweiODER3. Da Bor und Sauerstoff Elemente des Blocks p des Periodensystems und noch mehr Köpfe ihrer jeweiligen Gruppen sind, ist der Elektronegativitätsunterschied zwischen ihnen nicht sehr hoch; daher ist zu erwarten, dass die B.zweiODER3 ist kovalent in der Natur.
Das BzweiODER3 Es wird hergestellt, indem Borax in konzentrierter Schwefelsäure in einem Schmelzofen und bei einer Temperatur von 750ºC gelöst wird; thermisch dehydratisierende Borsäure, B (OH)3, bei einer Temperatur von ungefähr 300 ° C; oder es kann auch als Reaktionsprodukt von Diboran (B) gebildet werdenzweiH.6) mit Sauerstoff.
Boroxid kann ein halbtransparentes glasartiges oder kristallines Aussehen haben; Letzteres kann durch Mahlen in Pulverform erhalten werden (oberes Bild).
Obwohl es auf den ersten Blick nicht so scheint, wird es als das B betrachtetzweiODER3 als eines der komplexesten anorganischen Oxide; nicht nur aus struktureller Sicht, sondern auch aufgrund der variablen Eigenschaften von Gläsern und Keramiken, denen diese zu ihrer Matrix hinzugefügt werden.
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Das BzweiODER3 ist ein kovalenter Feststoff, daher gibt es theoretisch keine B-Ionen in seiner Struktur3+ noch O.zwei-, aber B-O-Links. Bor kann nach der Valenzbindungstheorie (TEV) nur drei kovalente Bindungen bilden; in diesem Fall drei B-O-Bindungen. Infolgedessen muss die erwartete Geometrie trigonal sein, BO3.
Das BO-Molekül3 es ist elektronenarm, insbesondere Sauerstoffatome; Mehrere von ihnen können jedoch miteinander interagieren, um diesen Mangel zu beheben. Somit sind die Dreiecke BO3 Verbinden Sie sich, indem Sie sich eine Sauerstoffbrücke teilen, und verteilen Sie sich im Raum als Netzwerke dreieckiger Reihen, deren Ebenen unterschiedlich ausgerichtet sind.
Ein Beispiel für solche Zeilen mit dreieckigen Einheiten BO ist in der obigen Abbildung dargestellt.3. Wenn Sie genau hinschauen, zeigen nicht alle Gesichter der Pläne auf den Leser, sondern in die andere Richtung. Die Ausrichtung dieser Gesichter kann dafür verantwortlich sein, wie das B definiert wirdzweiODER3 bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck.
Wenn diese Netzwerke ein langreichweitiges Strukturmuster aufweisen, handelt es sich um einen kristallinen Feststoff, der aus seiner Einheitszelle aufgebaut werden kann. Hier heißt es, dass die B.zweiODER3 hat zwei kristalline Polymorphe: α und β.
Das α-BzweiODER3 es wird bei Umgebungsdruck (1 atm) erzeugt und soll kinetisch instabil sein; Tatsächlich ist dies einer der Gründe, warum Boroxid wahrscheinlich eine schwer zu kristallisierende Verbindung ist.
Das andere Polymorph, β-BzweiODER3, es wird bei hohen Drücken im GPa-Bereich erhalten; daher muss seine Dichte größer sein als die von α-BzweiODER3.
BO-Netzwerke3 sie neigen natürlich dazu, amorphe Strukturen anzunehmen; Diesen fehlt ein Muster, das die Moleküle oder Ionen im Feststoff beschreibt. Bei der Synthese des B.zweiODER3 seine vorherrschende Form ist amorph und nicht kristallin; mit richtigen Worten: Es ist ein Feststoff, der eher glasig als kristallin ist.
Es wird dann gesagt, dass die B.zweiODER3 es ist glasartig oder amorph, wenn seine BO-Netzwerke3 Sie sind chaotisch. Nicht nur das, sondern sie verändern auch die Art und Weise, wie sie zusammenkommen. Anstatt in einer trigonalen Geometrie angeordnet zu sein, verbinden sie sich zu einem sogenannten Boroxolring (oberes Bild)..
Beachten Sie den offensichtlichen Unterschied zwischen dreieckigen und sechseckigen Einheiten. Dreiecke kennzeichnen B.zweiODER3 kristallin und hexagonal zu B.zweiODER3 glasig. Ein anderer Weg, sich auf diese amorphe Phase zu beziehen, ist Borglas oder durch eine Formel: g-BzweiODER3 (das 'g' kommt vom englischen Wort glassy).
Somit sind die g-B-NetzwerkezweiODER3 bestehen aus Boroxolringen und nicht aus BO-Einheiten3. Das g-BzweiODER3 kann zu α-B kristallisierenzweiODER3, Dies würde eine gegenseitige Umwandlung von Ringen in Dreiecke implizieren und auch den erreichten Kristallisationsgrad definieren.
Es ist ein farbloser, glasiger Feststoff. In seiner kristallinen Form ist es weiß.
69,6182 g / mol.
Etwas bitter
-Kristallin: 2,46 g / ml.
-Glaskörper: 1,80 g / ml.
Es hat keinen vollständig definierten Schmelzpunkt, da es davon abhängt, wie kristallin oder glasartig es ist. Die rein kristalline Form schmilzt bei 450 ° C; Die glasartige Form schmilzt jedoch in einem Temperaturbereich von 300 bis 700ºC..
Auch hier stimmen die gemeldeten Werte nicht mit diesem Wert überein. Anscheinend siedet flüssiges Boroxid (geschmolzen aus seinen Kristallen oder seinem Glas) bei 1860ºC.
Es muss trocken gehalten werden, da es Feuchtigkeit aufnimmt, um sich in Borsäure B (OH) umzuwandeln.3.
Boroxid kann auf andere Weise benannt werden, wie zum Beispiel:
-Diborontrioxid (systematische Nomenklatur).
-Bor (III) oxid (Stammnomenklatur).
-Boroxid (traditionelle Nomenklatur).
Einige der Verwendungen für Boroxid sind:
Von B.zweiODER3 können Bortrihalogenide, BX synthetisiert werden3 (X = F, Cl und Br). Diese Verbindungen sind Lewis-Säuren, und mit ihnen ist es möglich, Boratome in bestimmte Moleküle einzuführen, um andere Derivate mit neuen Eigenschaften zu erhalten..
Eine feste Mischung mit Borsäure, B.zweiODER3-B (OH)3, stellt eine Formel dar, die als Haushaltsinsektizid verwendet wird.
Flüssiges Boroxid kann Metalloxide lösen. Aus dieser resultierenden Mischung werden nach dem Abkühlen Feststoffe aus Bor und Metallen erhalten..
Abhängig von der Menge an B.zweiODER3 Neben der Technik und der Art des Metalloxids kann eine Vielzahl von Gläsern (Borosilikaten), Keramiken (Bornitriden und Carbiden) und Legierungen (wenn nur Metalle verwendet werden) erhalten werden.
Im Allgemeinen erhalten Glas oder Keramik eine größere Beständigkeit und Festigkeit sowie eine größere Haltbarkeit. Bei Brillen werden sie letztendlich für optische und Teleskoplinsen sowie für elektronische Geräte verwendet..
Beim Bau von Stahlschmelzöfen werden feuerfeste Steine auf Magnesiumbasis verwendet. Boroxid wird als Bindemittel verwendet, um sie fest zusammenzuhalten..
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