Il ossido di boro o l'anidride borica è un composto inorganico la cui formula chimica è B.DueO3. Poiché il boro e l'ossigeno sono elementi del blocco p della tavola periodica, e anche più capi dei rispettivi gruppi, la differenza di elettronegatività tra loro non è molto elevata; quindi, è lecito aspettarsi che BDueO3 è di natura covalente.
Il BDueO3 Si prepara sciogliendo il borace in acido solforico concentrato in un forno fusorio e alla temperatura di 750 ° C; acido borico disidratante termicamente, B (OH)3, ad una temperatura di circa 300 ° C; oppure può anche essere formato come prodotto di reazione del diborano (BDueH6) con ossigeno.
L'ossido di boro può avere un aspetto vetroso semitrasparente o cristallino; quest'ultimo per macinazione può essere ottenuto in polvere (immagine in alto).
Sebbene a prima vista possa non sembrare così, è considerato il B.DueO3 come uno degli ossidi inorganici più complessi; non solo dal punto di vista strutturale, ma anche per le proprietà variabili acquisite da vetri e ceramiche a cui questa si aggiunge alla loro matrice.
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Il BDueO3 è un solido covalente, quindi in teoria non ci sono ioni B nella sua struttura3+ né ODue-, ma collegamenti B-O. Il boro, secondo la teoria del legame di valenza (TEV), può formare solo tre legami covalenti; in questo caso, tre legami B-O. Di conseguenza, la geometria attesa deve essere trigonale, BO3.
La molecola BO3 è carente di elettroni, soprattutto atomi di ossigeno; tuttavia, molti di loro possono interagire tra loro per sopperire a tale carenza. Quindi, i triangoli BO3 si uniscono condividendo un ponte di ossigeno e si distribuiscono nello spazio come reti di file triangolari con i loro piani orientati in modi diversi.
Un esempio di tali righe con unità triangolari BO è mostrato nell'immagine sopra.3. Se guardi da vicino, non tutte le facce dei piani puntano verso il lettore, ma dall'altra parte. Gli orientamenti di queste facce possono essere responsabili di come viene definita la B.DueO3 a una certa temperatura e pressione.
Quando queste reti hanno un modello strutturale a lungo raggio, è un solido cristallino, che può essere costruito dalla sua cella unitaria. Qui è dove si dice che la BDueO3 ha due polimorfi cristallini: α e β.
L'α-BDueO3 è prodotto a pressione ambiente (1 atm) e si dice cineticamente instabile; in effetti, questo è uno dei motivi per cui l'ossido di boro è probabilmente un composto difficile da cristallizzare.
L'altro polimorfo, β-BDueO3, si ottiene ad alte pressioni nel range GPa; pertanto, la sua densità deve essere maggiore di quella di α-BDueO3.
Reti BO3 tendono naturalmente ad adottare strutture amorfe; Questi sono, mancano di uno schema che descriva le molecole o gli ioni nel solido. Quando si sintetizza il BDueO3 la sua forma predominante è amorfa e non cristallina; in parole corrette: è un solido più vetroso che cristallino.
Si dice quindi che la BDueO3 è vitreo o amorfo quando le sue reti BO3 sono disordinati. Non solo questo, ma cambiano anche il modo in cui si uniscono. Invece di essere disposti in una geometria trigonale, finiscono per collegarsi insieme per creare quello che i ricercatori chiamano un anello boroxol (immagine in alto).
Notare l'ovvia differenza tra unità triangolari ed esagonali. I triangoli caratterizzano BDueO3 cristallino ed esagonale a BDueO3 vitreo. Un altro modo per riferirsi a questa fase amorfa è il vetro al boro, o con una formula: g-BDueO3 (la 'g' deriva dalla parola glassy, in inglese).
Quindi, le reti g-BDueO3 sono composti da anelli di boroxol e non da unità BO3. Tuttavia, il g-BDueO3 può cristallizzare in α-BDueO3, il che implicherebbe un'interconversione degli anelli in triangoli e definirebbe anche il grado di cristallizzazione raggiunto.
È un solido incolore e vetroso. Nella sua forma cristallina è bianco.
69,6182 g / mol.
Leggermente amaro
-Cristallino: 2,46 g / mL.
-Vitreo: 1,80 g / ml.
Non ha un punto di fusione completamente definito, perché dipende da quanto è cristallino o vitreo. La forma puramente cristallina fonde a 450 ° C; tuttavia, la forma vetrosa fonde in un intervallo di temperatura da 300 a 700 ° C..
Anche in questo caso, i valori riportati non corrispondono a questo valore. Apparentemente l'ossido di boro liquido (fuso dai suoi cristalli o dal suo vetro) bolle a 1860ºC.
Deve essere mantenuto asciutto, poiché assorbe l'umidità per trasformarsi in acido borico, B (OH)3.
L'ossido di boro può essere denominato in altri modi, come ad esempio:
-Triossido di diboron (nomenclatura sistematica).
-Ossido di boro (III) (nomenclatura stock).
-Ossido borico (nomenclatura tradizionale).
Alcuni degli usi dell'ossido di boro sono:
Da BDueO3 possono essere sintetizzati trialogenuri di boro, BX3 (X = F, Cl e Br). Questi composti sono acidi di Lewis e con essi è possibile introdurre atomi di boro in determinate molecole per ottenere altri derivati con nuove proprietà..
Una miscela solida con acido borico, BDueO3-B (OH)3, rappresenta una formula che viene utilizzata come insetticida domestico.
L'ossido di boro liquido è in grado di sciogliere gli ossidi di metallo. Da questa miscela risultante, una volta raffreddata, si ottengono solidi composti da boro e metalli..
A seconda della quantità di BDueO3 utilizzato, oltre alla tecnica e al tipo di ossido di metallo, è possibile ottenere una ricca varietà di vetri (borosilicati), ceramiche (nitruri di boro e carburi) e leghe (se si utilizzano solo metalli).
In generale, il vetro o la ceramica acquisiscono maggiore resistenza e robustezza e anche una maggiore durata. Nel caso degli occhiali, finiscono per essere utilizzati per lenti ottiche e telescopiche e per dispositivi elettronici..
Nella costruzione di forni fusori di acciaio vengono utilizzati mattoni refrattari a base di magnesio. L'ossido di boro viene utilizzato come legante, aiutando a tenerli saldamente insieme..
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