बोरान ऑक्साइड (B2O3): संरचना, गुण और उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

बोरान ऑक्साइड या बोरिक एनहाइड्राइड एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका रासायनिक सूत्र बी है ₂ हे ₃ । चूंकि बोरॉन और ऑक्सीजन आवर्त सारणी के पी ब्लॉक के तत्व हैं, और इससे भी अधिक, उनके संबंधित समूहों के प्रमुख, उनके बीच विद्युतीयता का अंतर बहुत अधिक नहीं है; इसलिए, बी ₂ ओ ₃ को प्रकृति में सहसंयोजक होने की उम्मीद है।

बी ₂ ओ ₃ एक पिघलने वाली भट्टी में और 750 डिग्री सेल्सियस के तापमान में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में बोरेक्स को भंग करके तैयार किया जाता है; लगभग 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर थर्मली डिहाइड्रेटिंग बोरिक एसिड, बी (ओएच) ₃; या इसे ऑक्सीजन के साथ डिबोराने (बी ₂ एच ₆) की प्रतिक्रिया के उत्पाद के रूप में भी बनाया जा सकता है ।

बोरान ऑक्साइड पाउडर। स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया पर भौतिकवादी

बोरान ऑक्साइड में अर्ध-पारदर्शी ग्लासी, या क्रिस्टलीय उपस्थिति हो सकती है; पीसने के बाद पाउडर के रूप में प्राप्त किया जा सकता है (शीर्ष छवि)।

हालांकि यह पहली नज़र में ऐसा नहीं लग सकता है, लेकिन बी ₂ ओ ₃ को सबसे जटिल अकार्बनिक ऑक्साइड में से एक माना जाता है; न केवल एक संरचनात्मक दृष्टिकोण से, बल्कि चश्मे और मिट्टी के पात्र द्वारा अर्जित किए गए चर गुणों के कारण भी, जो उनके मैट्रिक्स में जोड़ा जाता है।

बोरान ऑक्साइड संरचना

बीओ यूनिट

बी ₂ ओ ₃ एक सहसंयोजक ठोस है, इसलिए सिद्धांत रूप में इसकी संरचना में कोई बी ³⁺ या ओ ² आयन नहीं हैं, लेकिन बीओ बांड। बोरॉन, वैलेंस बॉन्ड सिद्धांत (TEV) के अनुसार, केवल तीन सहसंयोजक बंधन बना सकते हैं; इस मामले में, तीन बीओ लिंक। इसके परिणामस्वरूप, अपेक्षित ज्यामिति को त्रिकोणीय, बीओ ₃ होना चाहिए ।

बीओ ₃ अणु इलेक्ट्रॉनों, विशेष रूप से ऑक्सीजन परमाणुओं में कमी है; हालांकि, उनमें से कई ने कहा कि कमी की आपूर्ति करने के लिए एक-दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं। इस प्रकार, बीओ ₃ त्रिकोण एक ऑक्सीजन ब्रिज साझा करके एकजुट होते हैं, और अंतरिक्ष में त्रिकोणीय पंक्तियों के नेटवर्क के रूप में वितरित किए जाते हैं, जो विभिन्न तरीकों से उन्मुख होते हैं।

क्रिस्टल की संरचना

बोरान ऑक्साइड क्रिस्टलीय संरचना। स्रोत: Orci

बीओ ₃ त्रिकोणीय इकाइयों के साथ ऐसी पंक्तियों का एक उदाहरण ऊपर की छवि में दिखाया गया है । यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो योजनाओं के सभी चेहरे पाठक की ओर नहीं, बल्कि दूसरे तरीके से इंगित करते हैं। इन चेहरों का झुकाव इस बात के लिए जिम्मेदार हो सकता है कि B ₂ O ₃ को एक निश्चित तापमान और दबाव पर कैसे परिभाषित किया जाए ।

जब इन नेटवर्कों में एक लंबी दूरी की संरचनात्मक पैटर्न होती है, तो यह एक क्रिस्टलीय ठोस होता है, जिसे इसकी इकाई कोशिका से बनाया जा सकता है। यह वह जगह है जहां कहा जाता है कि बी ₂ ओ ₃ में दो क्रिस्टलीय पॉलीमोर्फ हैं: α और β।

₃ -B ₂ O ₃ परिवेशी दबाव (1 atm) में निर्मित होता है, और इसे काइनेटिक रूप से अस्थिर कहा जाता है; वास्तव में, यह एक कारण है कि बोरान ऑक्साइड संभवतः एक कठिन-से-क्रिस्टलीकृत यौगिक है।

अन्य बहुरूपक, β-B ₂ O ₃, GPa रेंज में उच्च दबावों पर प्राप्त किया जाता है; इसलिए, इसका घनत्व α-B ₂ O ₃ से अधिक होना चाहिए ।

विट्रो संरचना

बोरोक्सोल रिंग। स्रोत: CCoil

बीओ ₃ नेटवर्क स्वाभाविक रूप से अनाकार संरचनाओं को अपनाने के लिए करते हैं; ये हैं, उनके पास एक पैटर्न का अभाव है जो ठोस में अणुओं या आयनों का वर्णन करता है। जब बी ₂ ओ ₃ को संश्लेषित किया जाता है, तो इसका मुख्य रूप अनाकार होता है और क्रिस्टलीय नहीं; सही शब्दों में: यह क्रिस्टलीय की तुलना में एक अधिक ठोस पदार्थ है।

B ₂ O ₃ को तब विट्रो या अनाकार कहा जाता है जब इसके बीओ ₃ नेटवर्क अव्यवस्थित होते हैं। इतना ही नहीं, बल्कि वे एक साथ आने के तरीके को भी बदलते हैं। एक त्रिकोणीय ज्यामिति में व्यवस्थित होने के बजाय, वे एक साथ जोड़ने के लिए अंत करते हैं कि शोधकर्ताओं ने बोरोक्सोल रिंग (शीर्ष छवि) कहा।

त्रिकोणीय और हेक्सागोनल इकाइयों के बीच स्पष्ट अंतर पर ध्यान दें। त्रिकोणीय वाले क्रिस्टलीय B ₂ O _{3 की विशेषता रखते हैं}, और षट्भुज वाले vitreous B ₂ O _{3 का} । इस अनाकार चरण को संदर्भित करने का एक और तरीका बोरॉन ग्लास है, या एक सूत्र द्वारा: जीबी ₂ ओ ₃ ('जी' शब्द ग्लासी से आता है, अंग्रेजी में)।

इस प्रकार, gB ₂ O ₃ नेटवर्क बोरोक्सोल रिंग से बने होते हैं न कि BO ₃ यूनिट से । हालाँकि, gB ₂ O ₃, α-B ₂ O _{3 का} क्रिस्टलीकरण कर सकता है, जो कि रिंग से लेकर त्रिकोण तक एक-दूसरे से जुड़ा होगा, और प्राप्त क्रिस्टलीकरण की डिग्री को भी परिभाषित करेगा।

गुण

भौतिक उपस्थिति

यह रंगहीन, कांचयुक्त ठोस होता है। इसके क्रिस्टलीय रूप में यह सफेद रंग का होता है।

मॉलिक्यूलर मास्स

69.6182 जी / मोल।

स्वाद

थोड़ा कड़वा

घनत्व

-क्रिस्टलाइन: 2.46 ग्राम / एमएल।

-विशिष्ट: 1.80 ग्राम / एमएल।

गलनांक

इसमें पूरी तरह से परिभाषित पिघलने बिंदु नहीं है, क्योंकि यह इस बात पर निर्भर करता है कि यह क्रिस्टलीय या कांचदार कैसे है। विशुद्ध रूप से क्रिस्टलीय रूप 450 ° C पर पिघला देता है; हालाँकि, कांच का आकार 300 से 700.C तक के तापमान में पिघला देता है।

क्वथनांक

फिर, रिपोर्ट किए गए मान इस मान से मेल नहीं खाते हैं। स्पष्ट रूप से तरल बोरान ऑक्साइड (इसके क्रिस्टल से या इसके कांच से पिघलाया जाता है) 1860ºC पर उबलता है।

स्थिरता

इसे सूखा रखा जाना चाहिए, क्योंकि यह नमी को बोरिक एसिड, बी (ओएच) ₃ में बदलने के लिए अवशोषित करता है ।

शब्दावली

बोरान ऑक्साइड को अन्य तरीकों से नाम दिया जा सकता है, जैसे:

-डिबोरोन ट्राइऑक्साइड (व्यवस्थित नामकरण)।

-बोरोन (III) ऑक्साइड (स्टॉक नामकरण)।

-बोरिक ऑक्साइड (पारंपरिक नामकरण)।

अनुप्रयोग

बोरॉन ऑक्साइड के कुछ उपयोग इस प्रकार हैं:

बोरोन ट्राइहलाइड्स का संश्लेषण

बोरोन ट्राइहलोजेनाइड्स, बीएक्स ₃ (एक्स = एफ, क्ल और ब्र) बी ₂ ओ ₃ से संश्लेषित किया जा सकता है । ये यौगिक लुईस एसिड हैं, और उनके साथ नए गुणों के साथ अन्य डेरिवेटिव प्राप्त करने के लिए कुछ अणुओं के लिए बोरान परमाणुओं को पेश करना संभव है।

कीटनाशक

बोरिक एसिड, बी ₂ ओ _3- बी (ओएच) _{3 के} साथ एक ठोस मिश्रण, एक सूत्र का प्रतिनिधित्व करता है जो घरेलू कीटनाशक के रूप में उपयोग किया जाता है।

धातु आक्साइड के लिए विलायक: चश्मा, चीनी मिट्टी की चीज़ें और बोरान मिश्र धातुओं का निर्माण

तरल बोरान ऑक्साइड धातु ऑक्साइड को भंग करने में सक्षम है। इस परिणामी मिश्रण से, एक बार ठंडा होने के बाद, बोरान और धातुओं से बने ठोस पदार्थ प्राप्त होते हैं।

इस्तेमाल की गई बी ₂ ओ ₃ की मात्रा पर निर्भर करता है, साथ ही साथ तकनीक, और धातु ऑक्साइड का प्रकार, चश्मे की एक समृद्ध विविधता (बोरोसिलिकेट्स), सिरेमिक (बोरान नाइट्राइड्स और कार्बाइड्स), और मिश्र धातु (यदि उपयोग किया जाता है) प्राप्त किया जा सकता है। केवल धातु)।

सामान्य तौर पर, कांच या सिरेमिक अधिक प्रतिरोध और शक्ति प्राप्त करते हैं, और अधिक स्थायित्व भी। चश्मे के मामले में, वे अंत में ऑप्टिकल और टेलीस्कोप लेंस और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयोग किए जा रहे हैं।

जिल्दसाज़

स्टील गलाने वाली भट्टियों के निर्माण में, मैग्नीशियम आधारित दुर्दम्य ईंटों का उपयोग किया जाता है। बोरान ऑक्साइड का उपयोग एक बांधने की मशीन के रूप में किया जाता है, उन्हें एक साथ कसकर पकड़ने में मदद करता है।

संदर्भ

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