Óxido de boro (B2O3) O que é, estrutura, propriedades, usa

Ele óxido de boro o anidrido bórico é um composto inorgânico cuja fórmula química é B₂QUALQUER₃. Sendo os elementos de boro e oxigênio do bloco P da tabela periódica e ainda mais cabeças de seus respectivos grupos, a diferença na eletronegatividade entre eles não é muito alta; Portanto, espera -se que o B₂QUALQUER₃ ser de natureza covalente.

O b₂QUALQUER₃ É preparado dissolvendo o bórax no ácido sulfúrico concentrado dentro de uma fusão forno e a uma temperatura de 750ºC; Ácido bórico desidratando termicamente, B (OH)₃, a uma temperatura de aproximadamente 300 ° C; ou também pode ser formado como um produto da reação diborano (b₂H₆) Com oxigênio.

O óxido de boro pode ter uma aparência semi -transparente ou de vidro cristalino; O último por moagem pode ser obtido em forma de poeira.

Embora não pareça a primeira vista, o B é considerado₂QUALQUER₃ como um dos óxidos inorgânicos mais complexos; Não apenas do ponto de vista estrutural, mas também devido às propriedades variáveis ​​que o vidro e a cerâmica adquirem aos quais são adicionados à sua matriz.

Estrutura de óxido de boro

Unidade bo₃

O b₂QUALQUER₃ É um sólido covalente, portanto, em teoria, eles não existem em sua estrutura de íons B³⁺ nem^2-, Mas links B-O. Boron, de acordo com a teoria do Link de Valência (TEV), pode formar apenas três links covalentes; Nesse caso, três links B-O. Como conseqüência disso, a geometria esperada deve ser trigonal, bo₃.

A molécula de BO₃ São elétrons ruins, especialmente átomos de oxigênio; No entanto, vários deles podem interagir entre si para suprir a referida deficiência. Assim, os triângulos bo₃ A eles se juntam compartilhando uma ponte de oxigênio e são distribuídos no espaço como redes triangulares de linhas com seus aviões orientados de diferentes maneiras.

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Estrutura cristalina

Estrutura de óxido de boro. Andif1, Wikimedia Commons.

Na imagem superior, um exemplo dessas linhas com unidades triangulares bo₃. Se for observado com cuidado, nem todos os rostos dos planos apontam para o leitor, mas para o outro lado. As orientações dessas faces podem ser responsáveis ​​por como B é definido₂QUALQUER₃ a uma certa temperatura e pressão.

Quando essas redes têm um padrão estrutural longo, é um sólido cristalino, que pode ser construído a partir de sua célula unitária. É aqui que se diz que o B₂QUALQUER₃ Possui dois polimorfos cristalinos: α e β.

O α-B₂QUALQUER₃ É produzido em pressão ambiente (1 atm) e diz -se que é cinéticamente instável; De fato, essa é uma das razões pelas quais o óxido de boro é provavelmente um composto de cristalização difícil.

O outro polimorfo, β-b₂QUALQUER₃, Altas pressões são obtidas na faixa de GPA; Portanto, sua densidade deve ser maior que a de α-b₂QUALQUER₃.

Estrutura vítrea

Anel de boroxol. Ccoil (conversa). Wikimedia Commons.

Redes BO₃ Naturalmente, tendem a adotar estruturas amorfas; São isso, que não possuem um padrão que descreva as moléculas ou íons no sólido. Sintetizando o B₂QUALQUER₃ Sua forma predominante é amorfa e não a cristalina; Em palavras corretas: é um sólido mais vítreo que cristalino.

É dito então que o B₂QUALQUER₃  É vítreo ou amorfo quando seus meninos de bo₃ Eles estão bagunçados. Não apenas isso, mas também muda a maneira como eles se juntam. Em vez de pedir uma geometria trigonal, um anel de boroxol (imagem superior) termina para criar os pesquisadores (imagem superior).

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Observe a diferença óbvia entre unidades triangulares e hexagonais. Triangular caracterizar b₂QUALQUER₃ cristalino e hexagonal para B₂QUALQUER₃ vítreo. Outra maneira de se referir a esta fase amorfa é o vidro de boro, ou por meio de uma fórmula: G-B₂QUALQUER₃ (O 'g' vem da palavra vítrea, em inglês).

Assim, redes G-B₂QUALQUER₃ Eles são compostos de anéis de boroxol e não as unidades BO₃. No entanto, o G-B₂QUALQUER₃ pode cristalizar para α-b₂QUALQUER₃, o que implicaria uma interconversão de anéis aos triângulos e também definirá o grau de cristalização alcançado.

Propriedades

Aparência física

É um sólido incolor e vítreo. Em sua forma cristalina, é branco.

Massa molecular

69.6182 g/mol.

Sabor

Ligeiramente amargo

Densidade

-Cristalino: 2,46 g/ml.

-Vitreous: 1,80g/ml.

Ponto de fusão

Não tem um ponto de fusão totalmente definido, porque depende de como é cristalino ou vítreo. A forma puramente cristalina derrete a 450ºC; No entanto, a forma vítrea derrete em uma faixa de temperatura que cobre de 300 a 700ºC.

Ponto de ebulição

Novamente, os valores relatados não correspondem a este valor. Aparentemente o óxido de boro líquido (derretido de seus cristais ou seu vidro) ferve a 1860ºC.

Estabilidade

Deve ser mantido seco, pois absorve a umidade para se transformar em ácido bórico, B (OH)₃.

Nomenclatura

O óxido de boro pode ser nomeado de outras maneiras, como:

-Trioxide Diboro (nomenclatura sistemática).

-Óxido de boro (iii) (nomenclatura de estoque).

-Óxido bórico (nomenclatura tradicional).

Formulários

Alguns dos usos do óxido de boro são:

Síntese de Boro Trihalogenuros

De b₂QUALQUER₃ pode ser sintetizado por Trihalogenuros de Boro, BX₃ (X = f, cl y br). Esses compostos são ácidos de Lewis e, com eles, é possível introduzir átomos de boro em certas moléculas para obter outros derivados com novas propriedades.

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Inseticida

Uma mistura sólida com ácido bórico, b₂QUALQUER₃-B (oh)₃, representa uma fórmula usada como inseticida doméstica.

Solvente de óxidos de metal: formação de vidro, cerâmica e ligas de boro

O óxido de boro líquido é capaz de dissolver óxidos metálicos. A partir desta mistura resultante, uma vez resfriado, os sólidos compostos de boro e metais são obtidos.

Dependendo da quantidade de B₂QUALQUER₃ Usado, assim como a técnica e o tipo de óxido metálico, uma rica variedade de vidro (borossilicatos), cerâmica (nitretos e carbonetos de boro) e ligas podem ser obtidas (se apenas metais forem usados).

Em geral, vidro ou cerâmica adquirem maior resistência e força, e também maior durabilidade. No caso do vidro, eles acabam sendo usados ​​para lentes ópticas e telescópicas e para dispositivos eletrônicos.

Encadernador

Na construção de fornos de fundição de aço, tijolos refratários com magnésio são usados. Neles, o óxido de boro é usado como fichário, ajudando a mantê -los fortemente unidos.

Referências

1. Óxido bórico. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
2. Óxido de borix. 20 Team Borax. Recuperado de: borax.com