Oxyde de bore (B2O3) Qu'est-ce que la structure, les propriétés, les utilisations

Il oxyde de bore L'anhydride borique est un composé inorganique dont la formule chimique est b₂SOIT₃. Étant des éléments de bore et d'oxygène du bloc P du tableau périodique, et encore plus de têtes de leurs groupes respectifs, la différence d'électronégativité entre eux n'est pas très élevée; Par conséquent, il est prévu que le b₂SOIT₃ être de nature covalente.

Le b₂SOIT₃ Il est préparé en dissolvant le borax dans l'acide sulfurique concentré à l'intérieur d'un four de fusion et à une température de 750 ° C; Déshydratant thermique acide borique, b (OH)₃, à une température d'environ 300 ° C; ou il peut également être formé comme un produit de la réaction de diborano (b₂H₆) Avec de l'oxygène.

L'oxyde de boro peut avoir une apparence semi-transparente ou cristalline; Ce dernier par broyage peut être obtenu sous forme de poussière.

Bien qu'il ne semble pas à la première vue, le B est considéré₂SOIT₃ comme l'un des oxydes inorganiques les plus complexes; Non seulement d'un point de vue structurel, mais aussi en raison des propriétés variables que le verre et la céramique acquièrent à laquelle ils sont ajoutés à leur matrice.

Structure d'oxyde de boro

Unity Bo₃

Le b₂SOIT₃ C'est un solide covalent, donc en théorie ils n'existent pas dans sa structure ion b³⁺ ni^2-, Mais les liens B-O. Le boron, selon la théorie des liens de Valence (TEV), ne peut former que trois liens covalents; Dans ce cas, trois liens B-O. En conséquence, la géométrie attendue doit être trigonale, bo₃.

La molécule BO₃ Ce sont des électrons pauvres, en particulier les atomes d'oxygène; Cependant, plusieurs d'entre eux peuvent interagir les uns avec les autres pour assurer ladite carence. Ainsi, les triangles bo₃ Ils sont rejoints en partageant un pont d'oxygène et sont distribués dans l'espace en tant que réseaux de lignes triangulaires avec leurs avions orientés de différentes manières.

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Structure cristalline

Structure d'oxyde de boro. ANDIF1, Wikimedia Commons.

Dans l'image supérieure, un exemple de ces rangées avec des unités triangulaires bo₃. S'il est observé attentivement, tous les visages des plans pointent vers le lecteur, mais de l'autre côté. Les orientations de ces visages peuvent être responsables de la définition de B₂SOIT₃ à une certaine température et pression.

Lorsque ces réseaux ont un motif structurel à long terme, c'est un solide cristallin, qui peut être construit à partir de sa cellule unitaire. C'est là qu'il est dit que le b₂SOIT₃ Il a deux polymorphes cristallins: α et β.

Le α-b₂SOIT₃ Il est produit en pression ambiante (1 atm), et on dit qu'il est cinétiquement instable; En fait, c'est l'une des raisons pour lesquelles l'oxyde de bore est probablement un composé de cristallisation difficile.

L'autre polymorphe, β-b₂SOIT₃, Des pressions élevées sont obtenues dans la gamme GPA; Par conséquent, sa densité doit être supérieure à celle de α-b₂SOIT₃.

Structure vitreuse

Bague de boroxol. Ccoil (talk). Wikimedia Commons.

Réseaux bo₃ ont naturellement tendance à adopter des structures amorphes; Ce sont, qui manquent de modèle qui décrit les molécules ou les ions dans le solide. En synthétisant le b₂SOIT₃ Sa forme prédominante est amorphe et non la cristalline; En mots corrects: c'est un solide plus vitreux que cristallin.

On dit alors que le b₂SOIT₃  C'est vitreux ou amorphe lorsque vos garçons de Bo₃ Ils sont désordonnés. Non seulement cela, mais aussi changer la façon dont ils se joignent. Au lieu de commander dans une géométrie trigonale, un anneau de boroxol (image supérieure) finit par créer les chercheurs (image supérieure).

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Notez la différence évidente entre les unités triangulaires et hexagonales. Caractéristique triangulaire b₂SOIT₃ cristallin et hexagonal à b₂SOIT₃ vitreux. Une autre façon de se référer à cette phase amorphe est le verre de bore, ou au moyen d'une formule: G-B₂SOIT₃ (Le «G» vient du mot vitreux, en anglais).

Ainsi, les réseaux G-B₂SOIT₃ Ils sont composés d'anneaux de boroxol et non d'unités BO₃. Cependant, le G-B₂SOIT₃ peut cristalliser en α-b₂SOIT₃, qui impliquerait une interconversion des anneaux aux triangles, et définirait également le degré de cristallisation atteint.

Propriétés

Apparence physique

C'est un solide incolore et vitreux. Dans sa forme cristalline, il est blanc.

Masse moléculaire

69 6182 g / mol.

Saveur

Légèrement amer

Densité

-Cristallin: 2,46 g / ml.

-Vitreux: 1,80 g / ml.

Point de fusion

Il n'a pas de point de fusion entièrement défini, car il dépend de la cristalline ou du vitré. La forme purement cristalline fond à 450 ° C; Cependant, la forme vitreuse fond en une plage de température qui couvre de 300 à 700 ° C.

Point d'ébullition

Encore une fois, les valeurs rapportées ne correspondent pas à cette valeur. Apparemment, l'oxyde de bore liquide (fondu de ses cristaux ou de son verre) bouillonne à 1860 ° C.

La stabilité

Il doit être maintenu au sec, car il absorbe l'humidité pour se transformer en acide borique, B (OH)₃.

Nomenclature

L'oxyde de boro peut être nommé d'autres manières, comme:

-Trioxyde de diboro (nomenclature systématique).

-Oxyde de bore (III) (nomenclature des stocks).

-Oxyde borique (nomenclature traditionnelle).

Applications

Certaines des utilisations de l'oxyde de bore sont:

Synthèse de Boro Trihalogogenuros

De b₂SOIT₃ peut être synthétisé par Trihalogogenuros de Boro, bx₃ (X = f, cl y br). Ces composés sont des acides Lewis, et avec eux, il est possible d'introduire des atomes de bore à certaines molécules pour obtenir d'autres dérivés avec de nouvelles propriétés.

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Insecticide

Un mélange solide avec de l'acide borique, b₂SOIT₃-B (oh)₃, représente une formule utilisée comme insecticide domestique.

Solvant d'oxydes métalliques: formation de verre, céramique et alliages de bore

L'oxyde de bore liquide est capable de dissoudre les oxydes métalliques. De ce mélange résultant, une fois refroidi, des solides composés de bore et de métaux sont obtenus.

En fonction de la quantité de b₂SOIT₃ Utilisé, ainsi que la technique, et le type d'oxyde métallique, une riche variété de verre (borosilicats), de céramique (nitrures et carbures de bore) et des alliages peuvent être obtenus (si seuls les métaux sont utilisés).

En général, le verre ou la céramique acquièrent une plus grande résistance et force, ainsi que une plus grande durabilité. Dans le cas du verre, ils finissent par être utilisés pour les lentilles optiques et de télescope, et pour les appareils électroniques.

Classeur

Dans la construction de fours de fonderie en acier, des briques réfractaires avec du magnésium sont utilisées. En eux, l'oxyde de bore est utilisé comme liant, aidant à les garder fortement unis.

Les références

1. Oxyde borique. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
2. Oxyde borix. 20 Mule Team Borax. Récupéré de: borax.com