- Estructura de l'òxid de bor
- unitat BO
- estructura cristal·lina
- estructura vítria
- propietats
- aparença física
- massa molecular
- sabor
- densitat
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- estabilitat
- Nomenclatura
- usos
- Síntesi de trihalogenuros de bor
- insecticida
- Solvent d'òxids metàl·lics: formació de vidres, ceràmiques i aliatges de bor
- aglutinant
- referències
El òxid de bor o anhídrid bòric és un compost inorgànic la fórmula química és B 2 O 3. A l'ésser el bor i l'oxigen elements de el bloc p de la taula periòdica, i més encara capçals dels seus respectius grups, la diferència d'electronegativitat entre ells no és molt alta; per tant, és d'esperar-se que el B 2 O 3 sigui de naturalesa covalent.
El B 2 O 3 es prepara dissolent bòrax en àcid sulfúric concentrat dins d'un forn de fusió ia una temperatura de 750ºC; deshidratant tèrmicament l'àcid bòric, B (OH) 3, a una temperatura de 300 º C aproximadament; o també pot formar-se com a producte de la reacció de l'diborano (B 2 H 6) amb l'oxigen.
Pols d'òxid de bor. Font: Materialscientist at English Wikipedia
L'òxid de bor pot tenir una aparença vidriosa semitransparent, o cristal·lina; aquesta última per mòlta pot obtenir en forma de pols (imatge superior).
Encara que no ho sembli a primera vista, es considera el B 2 O 3 com un dels òxids inorgànics més complexos; no només des d'un punt de vista estructural, sinó a més a causa de les variables propietats que adquireixen els vidres i ceràmiques als quals se'ls afegeix aquest a la seva matriu.
Estructura de l'òxid de bor
unitat BO
El B 2 O 3 és un sòlid covalent, pel que en teoria no existeixen en la seva estructura ions B 3+ ni O 2-, sinó enllaços BO. El bor, d'acord a la teoria de l'enllaç de valència (TEV), només pot formar tres enllaços covalents; en aquest cas, tres enllaços BO. Com a conseqüència d'això, la geometria esperada ha de ser trigonal, BO 3.
La molècula de BO 3 és deficient d'electrons, especialment els àtoms d'oxigen; però, diverses d'elles poden interaccionar entre si per assortir la deficiència. Així, els triangles BO 3 s'uneixen compartint un pont d'oxigen, i es distribueixen en l'espai com xarxes de fileres triangulars amb els seus plans orientats en diferents maneres.
estructura cristal·lina
Estructura cristal·lina de l'òxid de bor. Font: Orci
A la imatge superior es mostra un exemple d'aquestes fileres amb unitats triangulars BO 3. Si s'observa amb deteniment, no totes les cares dels plans apunten cap al lector, sinó a un altre costat. Les orientacions d'aquestes cares poden ser responsables de com està definit el B 2 O 3 a certa temperatura i pressió.
Quan aquestes xarxes tenen un patró estructural a llarg abast, es tracta d'un sòlid cristal·lí, el qual pot construir-se a partir de la seva cel·la unitària. És aquí on es diu que el B 2 O 3 posseeix dos polimorfs cristal·lins: el α i el β.
L'α-B 2 O 3 es produeix a pressió ambient (1 atm), i es diu que és cinèticament inestable; de fet, aquesta és una de les raons per la que probablement l'òxid de bor sigui un compost de difícil cristal·lització.
L'altre polimorf, el β-B 2 O 3, s'obté a altes pressions en el rang de GPa; per tant, la seva densitat ha de és més gran que la de l'α-B 2 O 3.
estructura vítria
Anell boroxol. Font: CCoil
Les xarxes BO 3 naturalment tendeixen a adoptar estructures amorfes; aquestes són, que no tenen un patró que descrigui les molècules o ions en el sòlid. A l'sintetitzar el B 2 O 3 la seva forma predominant és la amorfa i no la cristal·lina; en paraules correctes: és un sòlid més vitri que cristal·lí.
Es diu llavors que el B 2 O 3 és vitri o amorf quan les seves xarxes de BO 3 estan desordenades. No només això, sinó que a més, canvien la manera en com s'uneixen. En lloc d'ordenar-se en una geometria trigonal, acaben per enllaçar-per crear el que anomenen els investigadors un anell de boroxol (imatge superior).
Cal notar l'evident diferència entre les unitats triangulars i les hexagonals. Les triangulars caracteritzen el B 2 O 3 cristal·lí, i les hexagonals a l'B 2 O 3 vitri. Una altra manera de referir-se a aquesta fase amorfa és vidre de bor, o mitjançant una fórmula: gB 2 O 3 (la 'g' ve de la paraula glassy, en anglès).
Així, les xarxes de l'gB 2 O 3 estan compostes d'anells de boroxol i no d'unitats BO 3. No obstant això, el gB 2 O 3 pot cristal·litzar a α-B 2 O 3, el que implicaria una interconversió d'anells a triangles, i definiria més el grau de cristal·lització assolit.
propietats
aparença física
És un sòlid incolor i vidriós. En la seva forma cristal·lina és de color blanc.
massa molecular
69,6182 g / mol.
sabor
lleugerament amarg
densitat
-Cristalino: 2,46 g / ml.
-Vítreo: 1,80g / ml.
Punt de fusió
No té un punt de fusió plenament definit, pel fet que depèn de què tan cristal·lí o vitri sigui. La forma purament cristal·lina fon a 450ºC; però, la forma vítria fon en un rang de temperatures que abasta des de 300 fins a 700ºC.
Punt d'ebullició
Novament, els valors reportats no coincideixen en aquest valor. A el parer l'òxid de bor líquid (fos de les seves vidres o de la seva vidre) bull a 1860ºC.
estabilitat
S'ha de mantenir sec, ja que absorbeix humitat per transformar-se en l'àcid bòric, B (OH) 3.
Nomenclatura
A l'òxid de bor se li pot nomenar d'altres maneres, com ara:
-Trióxido de diboro (nomenclatura sistemàtica).
-Òxid de bor (III) (nomenclatura stock).
-Òxid bòric (nomenclatura tradicional).
usos
Alguns dels usos de l'òxid de bor són:
Síntesi de trihalogenuros de bor
A partir del B 2 O 3 pot sintetitzar trihalogenuros de bor, BX 3 (X = F, Cl i Br). Aquests compostos són àcids de Lewis, i amb ells és possible introduir àtoms de bor a certes molècules per obtenir així altres derivats amb noves propietats.
insecticida
Una barreja sòlida amb l'àcid bòric, B 2 O 3 -B (OH) 3, representa una fórmula que s'empra com a insecticida domèstic.
Solvent d'òxids metàl·lics: formació de vidres, ceràmiques i aliatges de bor
L'òxid de bor líquid és capaç de dissoldre òxids metàl·lics. D'aquesta barreja resultant, un cop refredada, s'obtenen sòlids compostos per bor i metalls.
Depenent de la quantitat de B 2 O 3 utilitzat, així com de la tècnica, i el tipus d'òxid metàl·lic, pot obtenir-se una rica varietat de vidres (borosilicatos), ceràmiques (nitrurs i carburs de bor), i aliatges (si es fan servir només metalls).
En general, el vidre o la ceràmica adquireixen una major resistència i força, ia més majors durabilitats. Per al cas dels vidres, acaben sent utilitzats per a lents òptics i de telescopis, i per a dispositius electrònics.
aglutinant
En la construcció de forns de fosa d'acer, s'utilitzen maons refractaris amb base de magnesi. En ells es fa servir l'òxid de bor com a aglutinant, ajudant a mantenir-los fortament units.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Boron trioxide. Recuperat de: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Boric s'oxidi. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Borix s'oxidi. 20 Mule Team Borax. Recuperat de: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevich, i VL Solozhenko. (Sf). On the hardness of Boron (III) Oxide. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, villetaneuse, France.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (Boric Oxide). Recuperat de: digitalfire.com