- هيكل أكسيد البورون
- وحدة BO
- هيكل بلوري
- هيكل زجاجي
- الخصائص
- مظهر جسماني
- الكتلة الجزيئية
- المذاق
- كثافة
- نقطة الانصهار
- نقطة الغليان
- المزيد
- التسمية
- التطبيقات
- تخليق البورون ثلاثي الهاليد
- مبيد حشري
- مذيب لأكاسيد المعادن: تشكيل الزجاج والسيراميك وسبائك البورون
- بيندر
- المراجع
و أكسيد البورون أو أنهيدريد بوريك هو مركب غير العضوية التي هي B الصيغة الكيميائية 2 O 3. نظرًا لأن البورون والأكسجين عنصران من الكتلة p في الجدول الدوري ، بل وأكثر من ذلك ، فإن فرق الكهربية بينهما ليست عالية جدًا ؛ لذلك ، يتوقع أن يكون B 2 O 3 ذو طبيعة تساهمية.
يتم تحضير B 2 O 3 بإذابة البورق في حمض الكبريتيك المركز في فرن الصهر وعند درجة حرارة 750 درجة مئوية ؛ حمض البوريك المجفف حراريًا ، B (OH) 3 ، عند درجة حرارة حوالي 300 درجة مئوية ؛ أو يمكن تشكيلها أيضًا كنتيجة لتفاعل ثنائي بوران (B 2 H 6) مع الأكسجين.
مسحوق أكسيد البورون. المصدر: عالم المواد في ويكيبيديا الإنجليزية
يمكن أن يكون لأكسيد البورون مظهر زجاجي شبه شفاف أو بلوري ؛ يمكن الحصول على الأخير عن طريق الطحن في شكل مسحوق (الصورة العلوية).
على الرغم من أنه قد لا يبدو الأمر كذلك للوهلة الأولى ، إلا أن B 2 O 3 يعتبر أحد أكثر الأكاسيد غير العضوية تعقيدًا ؛ ليس فقط من وجهة نظر هيكلية ، ولكن أيضًا بسبب الخصائص المتغيرة التي اكتسبتها الزجاج والسيراميك والتي تمت إضافتها إلى مصفوفتها.
هيكل أكسيد البورون
وحدة BO
B 2 O 3 عبارة عن مادة صلبة تساهمية ، لذلك من الناحية النظرية لا توجد أيونات B 3+ أو O 2 في بنيتها ، ولكن روابط BO. يمكن للبورون ، وفقًا لنظرية رابطة التكافؤ (TEV) ، تكوين ثلاثة روابط تساهمية فقط ؛ في هذه الحالة ، ثلاثة روابط BO. نتيجة لذلك ، يجب أن تكون الهندسة المتوقعة مثلثية ، BO 3.
جزيء BO 3 ناقص في الإلكترونات ، وخاصة ذرات الأكسجين ؛ ومع ذلك ، يمكن للعديد منهم التفاعل مع بعضهم البعض لتوفير النقص المذكور. وهكذا ، تتحد مثلثات BO 3 من خلال مشاركة جسر الأكسجين ، ويتم توزيعها في الفضاء كشبكات من صفوف مثلثة مع توجيه طائراتها بطرق مختلفة.
هيكل بلوري
هيكل بلوري أكسيد البورون. المصدر: Orci
يظهر مثال على هذه الصفوف مع وحدات BO 3 المثلثية في الصورة أعلاه. إذا نظرت عن كثب ، لا تشير كل وجوه الخطط نحو القارئ ، ولكن الاتجاه الآخر. قد تكون اتجاهات هذه الوجوه مسؤولة عن كيفية تعريف B 2 O 3 عند درجة حرارة وضغط معينين.
عندما يكون لهذه الشبكات نمط هيكلي بعيد المدى ، فإنها تكون مادة صلبة بلورية ، يمكن بناؤها من خلية وحدتها. هذا هو المكان الذي يقال فيه أن B 2 O 3 له شكلين بلوريين: α و.
يتم إنتاج Α-B 2 O 3 عند الضغط المحيط (1 ضغط جوي) ، ويقال إنه غير مستقر حركيًا ؛ في الواقع ، هذا هو أحد الأسباب التي تجعل من المحتمل أن يكون أكسيد البورون مركبًا صعب التبلور.
يتم الحصول على متعدد الأشكال الآخر ، β-B 2 O 3 ، عند ضغوط عالية في نطاق GPa ؛ لذلك ، يجب أن تكون كثافته أكبر من كثافة α-B 2 O 3.
هيكل زجاجي
خاتم بوروكسول. المصدر: CCoil
تميل شبكات BO 3 بشكل طبيعي إلى اعتماد هياكل غير متبلورة ؛ إنها تفتقر إلى نمط يصف الجزيئات أو الأيونات في المادة الصلبة. عندما يتم تصنيع B 2 O 3 ، يكون شكله السائد غير متبلور وليس بلوري ؛ بكلمات صحيحة: إنه مادة صلبة زجاجية أكثر من البلورية.
ثم يقال أن B 2 O 3 زجاجي أو غير متبلور عندما تكون شبكات BO 3 مضطربة. ليس هذا فقط ، لكنهم أيضًا يغيرون الطريقة التي يجتمعون بها. بدلاً من أن يتم ترتيبهم في هندسة مثلثية ، ينتهي بهم الأمر بالارتباط معًا لإنشاء ما يسميه الباحثون حلقة بوروكسول (الصورة العلوية).
لاحظ الفرق الواضح بين الوحدات المثلثية والسداسية. المثلث يميز البلوري B 2 O 3 ، والسداسي هو الزجاجي B 2 O 3. هناك طريقة أخرى للإشارة إلى هذه المرحلة غير المتبلورة وهي زجاج البورون ، أو باستخدام صيغة: gB 2 O 3 (تأتي كلمة "g" من الكلمة glassy بالإنجليزية).
وبالتالي ، تتكون شبكات gB 2 O 3 من حلقات بوروكسول وليس وحدات BO 3. ومع ذلك ، يمكن أن يتبلور gB 2 O 3 إلى α-B 2 O 3 ، مما يعني تحويلًا بينيًا للحلقات إلى مثلثات ، كما سيحدد درجة التبلور التي تم تحقيقها.
الخصائص
مظهر جسماني
إنه مادة صلبة زجاجية عديمة اللون. لونه أبيض في شكله البلوري.
الكتلة الجزيئية
69.6182 جم / مول.
المذاق
قليلا المر
كثافة
بلوري: 2.46 جم / مل.
-Vitreous: 1.80 جم / مل.
نقطة الانصهار
لا تحتوي على نقطة انصهار محددة تمامًا ، لأنها تعتمد على مدى بلوريتها أو زجاجها. يذوب الشكل البلوري البحت عند 450 درجة مئوية ؛ ومع ذلك ، فإن الشكل الزجاجي يذوب في نطاق درجة حرارة من 300 إلى 700 درجة مئوية.
نقطة الغليان
مرة أخرى ، القيم المبلغ عنها لا تتطابق مع هذه القيمة. يبدو أن أكسيد البورون السائل (ذائب من بلوراته أو من زجاجه) يغلي عند 1860 درجة مئوية.
المزيد
يجب أن يبقى جافًا ، لأنه يمتص الرطوبة ليتحول إلى حمض البوريك ، B (OH) 3.
التسمية
يمكن تسمية أكسيد البورون بطرق أخرى ، مثل:
ثالث أكسيد الديبورون (تسمية منهجية).
- أكسيد البورون (III) (تسمية المخزون).
- أكسيد البوريك (التسمية التقليدية).
التطبيقات
بعض استخدامات أكسيد البورون هي:
تخليق البورون ثلاثي الهاليد
يمكن تصنيع ثلاثي الهالوجينات البورون ، BX 3 (X = F ، Cl و Br) من B 2 O 3. هذه المركبات هي أحماض لويس ، ويمكن بواسطتها إدخال ذرات البورون إلى جزيئات معينة للحصول على مشتقات أخرى بخصائص جديدة.
مبيد حشري
خليط صلب مع حمض البوريك ، B 2 O 3 -B (OH) 3 ، يمثل صيغة تستخدم كمبيد حشري منزلي.
مذيب لأكاسيد المعادن: تشكيل الزجاج والسيراميك وسبائك البورون
أكسيد البورون السائل قادر على إذابة أكاسيد المعادن. من هذا الخليط الناتج ، بمجرد تبريده ، يتم الحصول على المواد الصلبة المكونة من البورون والمعادن.
اعتمادًا على كمية B 2 O 3 المستخدمة ، بالإضافة إلى التقنية ونوع أكسيد المعدن ، يمكن الحصول على مجموعة متنوعة غنية من الزجاج (البورسليكات) والسيراميك (نيتريد البورون والكربيدات) والسبائك (في حالة استخدامها). المعادن فقط).
بشكل عام ، يكتسب الزجاج أو السيراميك مقاومة وقوة أكبر ، وكذلك متانة أكبر. في حالة النظارات ، ينتهي الأمر باستخدامها في العدسات البصرية والتلسكوبية والأجهزة الإلكترونية.
بيندر
في بناء أفران صهر الصلب ، يتم استخدام الطوب الحراري القائم على المغنيسيوم. يستخدم أكسيد البورون كمادة رابطة ، مما يساعد على تماسكها بإحكام.
المراجع
- رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
- ويكيبيديا. (2019). ثالث أكسيد البورون. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- بوبكيم. (2019). أكسيد البوريك. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- ريو تينتو. (2019). أكسيد البوريكس. 20 ميول تيم بوراكس. تم الاسترجاع من: borax.com
- إيه موخانوف ، أو أو كوراكيفيتش ، و في إل سولوجينكو. (سادس). على صلابة أكسيد البورون (III). LPMTMCNRS ، جامعة باريس نورد ، فيليتانيوز ، فرنسا.
- هانسن ت. (2015). ب 2 يا 3 (أكسيد البوريك). تم الاسترجاع من: digitalfire.com