هيكل أكسيد البورون (B2O3) وخصائصه وتسمياته واستخداماته

ال أكسيد البورون أو أنهيدريد البوريك هو مركب غير عضوي تركيبة كيميائية هي ب₂O₃. نظرًا لأن عناصر البورون والأكسجين الموجودة في الكتلة p بالجدول الدوري ، وحتى المزيد من رؤساء مجموعاتهم ، فإن الفرق بين الكهربية ليست عالية جدًا ؛ لذلك ، فمن المتوقع أن ب₂O₃ كن مساهما في الطبيعة.

ب₂O₃ يتم تحضيره عن طريق إذابة البوراكس في حامض الكبريتيك المركز داخل فرن الصهر وعند درجة حرارة 750 درجة مئوية ؛ حمض البوريك المجفف حراريا ، B (OH)₃, عند درجة حرارة حوالي 300 درجة مئوية ؛ أو يمكن أن تتشكل أيضًا كمنتج لتفاعل الديبوران (B₂H₆مع الأكسجين.

يمكن أن يكون لأكسيد البورون مظهر زجاجي أو بلوري شبه شفاف ؛ يمكن الحصول على الأخير عن طريق طحن في شكل مسحوق (الصورة العليا).

على الرغم من أنه قد لا يبدو للوهلة الأولى ، إلا أنه يعتبر B₂O₃ باعتبارها واحدة من أكاسيد غير العضوية الأكثر تعقيدا. ليس فقط من وجهة نظر هيكلية ، ولكن أيضًا بسبب الخصائص المتغيرة التي تكتسبها النظارات والسيراميك ، والتي تضاف إلى مصفوفة.

مؤشر

• 1 هيكل أكسيد البورون
  • 1.1 وحدة BO3
  • 1.2 هيكل الكريستال
  • 1.3 هيكل زجاجي
• 2 خصائص
  • 2.1 المظهر الجسدي
  • 2.2 الكتلة الجزيئية
  • 2.3 طعم
  • 2.4 الكثافة
  • 2.5 نقطة انصهار
  • 2.6 نقطة الغليان
  • 2.7 الاستقرار
• 3 تسميات
• 4 الاستخدامات
  • 4.1 تخليق مركبات ثلاثي البورون
  • 4.2 مبيد حشري
  • 4.3 المذيبات من أكاسيد المعادن: تشكيل النظارات والسيراميك وسبائك البورون
  • 4.4 الموثق
• 5 المراجع

هيكل أكسيد البورون

بو وحدة₃

ب₂O₃ مادة صلبة تساهمية ، لذلك نظريًا لا توجد أيونات B في بنيتها³⁺ ولا يا^2-, لكن روابط B-O. البورون ، وفقًا لنظرية رابطة التكافؤ (VTE) ، لا يمكن إلا أن يشكل ثلاث روابط تساهمية ؛ في هذه الحالة ، ثلاثة روابط B-O. نتيجة لذلك ، يجب أن تكون الهندسة المتوقعة مثلثية ، BO₃.

جزيء بو₃ هو ناقص في الإلكترونات ، وخاصة ذرات الأكسجين ؛ ومع ذلك ، يمكن للعديد منهم التفاعل مع بعضهم البعض لتزويد هذا النقص. لذلك ، المثلثات بو₃ ينضمون من خلال مشاركة جسر الأكسجين ، ويتم توزيعهم في الفضاء كشبكات الصف الثلاثي مع طائراتهم الموجهة بطرق مختلفة.

هيكل الكريستال

تُظهر الصورة العليا مثالًا للصفوف المذكورة مع وحدات ثلاثية BO₃. إذا نظرت بعناية ، فليس كل وجوه الطائرات تشير إلى القارئ ، ولكن إلى جانب آخر. قد تكون اتجاهات هذه الوجوه مسؤولة عن كيفية تعريف B₂O₃ عند درجة حرارة وضغط معين.

عندما يكون لهذه الشبكات نمط هيكلي بعيد المدى ، فهي مادة صلبة بلورية ، يمكن بناؤها من خلية الوحدة الخاصة بها. هذا هو المكان الذي يقال أن ب₂O₃ لديها اثنين من الأشكال البلورية: ألفا و β.

و α-B₂O₃ يحدث عند الضغط المحيط (1 atm) ، ويقال إنه غير مستقر حركياً ؛ في الواقع ، هذا هو أحد الأسباب التي تجعل أوكسيد البورون مركب التبلور الصعب.

تعدد الأشكال الأخرى ، β-B₂O₃, يتم الحصول عليها في ضغوط عالية في نطاق GPa ؛ لذلك ، يجب أن تكون كثافته أكبر من كثافة α-B₂O₃.

هيكل زجاجي

شبكات BO₃ بطبيعة الحال فإنها تميل إلى اعتماد هياكل غير متبلور. هذه هي ، التي تفتقر إلى نمط يصف الجزيئات أو الأيونات في الصلبة. عن طريق توليف ب₂O₃ شكله الغالب غير متبلور وليس بلوري. بكلمات صحيحة: إنها مادة زجاجية أكثر صلابة من البلورية.

يقال بعد ذلك أن ب₂O₃  هو زجاجي أو غير متبلور عند شبكات BO₃ هم فوضوي. ليس هذا فقط ، ولكن أيضًا ، يغيرون الطريقة التي يجتمعون بها. بدلاً من الترتيب في هندسة مثلثية ، ينتهي بهم الأمر إلى الارتباط لإنشاء ما يسميه الباحثون حلقة البوروكسول (الصورة العليا).

لاحظ الفرق الواضح بين الوحدات المثلثية والسداسية. تلك الثلاثي تميز ب₂O₃ البلورية ، سداسية إلى ب₂O₃ زجاجي. هناك طريقة أخرى للإشارة إلى هذه المرحلة غير المتبلورة وهي زجاج البورون ، أو بصيغة: g-B₂O₃ ("g" تأتي من كلمة glassy ، باللغة الإنجليزية).

وبالتالي ، فإن شبكات G-B₂O₃ وهي تتألف من حلقات البوروكسول وليس بو وحدات₃. ومع ذلك ، فإن ز ب₂O₃ يمكن أن تتبلور إلى α-B₂O₃, التي من شأنها أن تنطوي على interconversion من الحلقات إلى مثلثات ، وكذلك تحديد درجة التبلور التي تحققت.

خصائص

المظهر الجسدي

وهي صلبة عديمة اللون والزجاجية. في شكله البلوري أبيض.

الكتلة الجزيئية

69.6182 جم / مول.

نكهة

مرير قليلا

كثافة

-بلوري: 2.46 جم / مل.

-زجاجي: 1.80 جم / مل.

نقطة انصهار

ليس لديها نقطة انصهار محددة بالكامل ، لأنها تعتمد على مدى تبلورها أو زجاجتها. يذوب الشكل البلوري البحت عند 450 درجة مئوية ؛ ومع ذلك ، يذوب الشكل الزجاجي في مجموعة من درجات الحرارة تتراوح بين 300 إلى 700 درجة مئوية.

نقطة الغليان

مرة أخرى ، القيم التي تم الإبلاغ عنها لا تتطابق مع هذه القيمة. يبدو أن أكسيد البورون السائل (المصهور من بلوراته أو زجاجه) يغلي في درجة حرارة 1860 درجة مئوية.

استقرار

يجب أن تبقى جافة ، حيث تمتص الرطوبة لتتحول إلى حمض البوريك ، B (OH)₃.

تسمية

يمكن تسمية أكسيد البورون بطرق أخرى ، مثل:

-ثالث أكسيد ديبورو (تسميات منهجية).

-أكسيد البورون (الثالث) (تسمية الأسهم).

-أكسيد البوريك (التسمية التقليدية).

تطبيقات

بعض استخدامات أكسيد البورون هي:

توليف ثلاثي البورون

من ب₂O₃ يمكن توليفها التثليث البورون ، BX₃ (X = F ، Cl و Br). هذه المركبات عبارة عن أحماض لويس ، ومعها يمكن إدخال ذرات البورون في جزيئات معينة للحصول على مشتقات أخرى بخصائص جديدة.

مبيد الحشرات

مزيج قوي مع حمض البوريك ، ب₂O₃-B (OH)₃, يمثل صيغة تستخدم كمبيد حشري منزلي.

المذيبات من أكاسيد معدنية: تشكيل النظارات والسيراميك وسبائك البورون

أكسيد البورون السائل قادر على إذابة أكاسيد المعادن. من هذا الخليط الناتج ، يتم تبريد المواد الصلبة مرة واحدة عن طريق البورون والمعادن.

اعتمادا على كمية ب₂O₃ تستخدم ، بالإضافة إلى التقنية ونوع أكسيد المعادن ، يمكنك الحصول على مجموعة غنية من النظارات (البورسليكات) والسيراميك (النتريد وكربيد البورون) والسبائك (في حالة استخدام المعادن فقط).

بشكل عام ، يكتسب الزجاج أو السيراميك قوة وقوة أكبر ، بالإضافة إلى مزيد من المتانة. في حالة النظارات ، يتم استخدامها في نهاية المطاف للعدسات البصرية والتلسكوبات ، وللأجهزة الإلكترونية.

غلاف

في بناء أفران الصهر الصلب ، يتم استخدام الطوب الحراري مع قاعدة المغنيسيوم. فيها ، يتم استخدام أكسيد البورون كموثق ، مما يساعد على إبقائها ملزمة بإحكام.

مراجع

1. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية (الطبعة الرابعة). مولودية جراو هيل.
2. ويكيبيديا. (2019). ثالث أكسيد البورون. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. بوب كيم. (2019). أكسيد البوريك. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. ريو تينتو (2019). أكسيد البوريكس. 20 فريق بغل بوراكس. تم الاسترجاع من: borax.com
5. أ. موخانوف ، أو. أو. كوراكوفيتش ، وف. ل. سولوشنكو. (بدون تاريخ). على صلابة البورون (الثالث) أكسيد. LPMTMCNRS ، جامعة باريس نورد ، فيليتانيوز ، فرنسا.
6. هانسن ت. (2015). B₂O₃ (أكسيد البوريك). تم الاسترجاع من: digitalfire.com