✖


Jump to content

Борат

(Перенаправлено из полибатата )

Борат - это какой -либо ряд бора оксианионов , анионы, содержащие бор и кислород , такие как ортобообравание 3-3 ​ , метабообразно Bo - 2 или тетраборат B 4 O 2–7 ​ ; или любая соль таких анионов, такая как метабообразная натрия , НА + [Бо 2 ] − и бура (NA + ( 2 [B 4 O 7 ] 2− Полем Название также относится к сложным эфирам таких анионов, как триметил борат B (OCH 3 ) 3 Но они являются алкоксидами.

Естественное явление

[ редактировать ]

Боратские ионы встречаются, в одиночку или с другими анионами, во многих боратных и борозиликатных минералах, таких как боракс , борацит , улексист (боронатрокалцит) и колоньянет . Бораты также встречаются в морской воде, где они вносят важный вклад в поглощение низкочастотного звука в морской воде. [ 1 ]

Бораты также встречаются в растениях, в том числе почти во всех фруктах. [ 2 ]

Анионы

[ редактировать ]

Основными боратными анионами:

Борат ионы
  • Структура тетрагидроксиборитного иона
    Структура тетрагидроксиборитат -иона ( [B (OH) 4 ] − ) Этот анион имеет тетраэдрическую молекулярную геометрию на атоме бора.
  • Структура ортобоборативного иона
    Структура ортобоботивного иона ( [Бо 3 ] 3− ) Этот анион имеет тригональную плоскую молекулярную геометрию .
  • Структура тримера метабообразного иона
    Структура тримера метабообразного иона ( [B 3 O 6 ] 3− ) Этот анион является циклической молекулой и имеет тригональную плоскую молекулярную геометрию на атомах бора. Все девять атомов этого аниона лежат на одном самолете.
  • Структура тетрагидрокситетрабантации иона
    Структура тетрагидрокситетрабантации иона ( [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2− ) Этот анион представляет собой мостовую бициклическую молекулу, содержит атомы кислорода, соединяющие атомы бора , которые связаны с четырьмя гидроксильными группами ( −OH ), по одному на каждый атом бора. Анион имеет тетраэдрическую молекулярную геометрию на двух тетракоординированных атомах бора и имеет тригональную плоскую молекулярную геометрию на двух трикоординированных атомах бора.
  • Структура тетрагидроксиборитного иона
    Структура тетрабантации иона ( [B 4 O 7 ] 2− ) Этот анион имеет такую ​​же топологию , что и тетрагидрокситетраборный ион, но без гидроксильных групп и всех атомов бора имеют тригональную плоскую молекулярную геометрию. [ 3 ]
  • Структура иона Perborate
    Структура иона Perborate ( [B 2 O 4 (OH) 4 ] 2− ) Этот анион является циклической молекулой и имеет тетраэдрическую молекулярную геометрию на атомах бора. Он содержит две мостовые перекиси ( −o - ) и четыре гидроксильные группы ( -OH ) прикреплены к атомам бора, по два на каждый бор. Кольцо имеет конформацию стула . [ 4 ]
  • Структура повторной единицы восьмиугольной ионы в альфа -форме дизодий восьмиугольника
    Структура повторяющегося единицы восьмиугольного иона ( [B 8 O 13 ] 2− ) в альфа-форме октабообразной дизодий (α- NA 2 [B 8 O 13 ] ). [ 5 ] Этот анион циклический и полимерный . Он имеет тетраэдрическую молекулярную геометрию на отрицательно заряженных атомах бора и тригональной плоской молекулярной геометрии на нейтральных атомах бора.

Подготовка

[ редактировать ]

В 1905 году Берджесс и Холт заметили, что слияние смесей оксида борика B 2 O 3 и карбонат натрия NA 2 CO 3, полученные при охлаждении двух кристаллических соединений с определенными композициями, в соответствии с безводной буракой NA 2 B 4 O 7 (который может быть написан NA 2 O · 2b 2 O 3 ) и восьмиугольника натрия NA 2 B 8 O 13 (который может быть написан NA 2 O · 4B 2 O 3 ). [ 6 ]

Структуры

[ редактировать ]

Боратские анионы (и функциональные группы) состоят из Trigonal Planar BO 3 и/или тетраэдрический BO 4 Структурные единицы, соединенные вместе с помощью общих атомов кислорода (углов) или атомов (краев) в более крупные кластеры, чтобы построить различные ионы, такие как [B 2 O 5 ] 4− , [B 3 O 8 ] 7− , [B 4 O 12 ] 12− , [B 5 O 6 (OH) 5 ] 2− , [B 6 O 13 ] 8− и т. д. Эти анионы могут быть циклическими или линейными по структуре и могут дополнительно полимеризоваться в бесконечные цепи, слои и тридимерные рамки. [ 7 ] [ 8 ] Терминальные (неспаренные) атомы кислорода в боратных анионах могут быть ограничены атомами водорода ( −OH ) или может нести отрицательный заряд ( - − ).

Плоский BO 3 единицы могут быть сложены в кристаллической решетке, чтобы иметь π-конъюгированные молекулярные орбитали , что часто приводит к полезным оптическим свойствам, таким как сильных гармоник генерация , двуметровая передача и ультрафиолетовая передача . [ 8 ]

Полимерные боратные анионы могут иметь линейные цепи 2, 3 или 4 тригональных BO 3 Структурные единицы, каждый из которых разделяет атомы кислорода с соседними единицами (-ами). [ 7 ] как в Libo 2 , содержат цепи тригонального BO 3 Структурные единицы. Другие анионы содержат циклы; например, Набо 2 и KBO 2 содержит циклический [B 3 O 6 ] 3− ион, [ 9 ] состоящий из шестицелевого кольца чередующегося атомов бора и кислорода с одним дополнительным атомом кислорода, прикрепленным к каждому атому бора.

В термическом расширении кристаллических боратов преобладает тот факт, что Бо 3 и BO 4 Polyhidra и жесткие группы, состоящие из этих многогранников, практически не изменяют свою конфигурацию и размер при нагревании, но иногда вращаются как петли, что приводит к значительному анизотропному тепловому расширению, включая линейное отрицательное расширение. [ 10 ]

Реакция

[ редактировать ]

Водный раствор

[ редактировать ]

В водном растворе, борная кислота B (OH) 3 может действовать как слабая кислота Brønsted , то есть донор Proton , с P K A ~ 9 . Тем не менее, он чаще действует как кислота Льюиса , принимая электронную пару от гидроксильного иона, полученного водным автопротолизом : [ 11 ]

B (OH) 3 + 2 H 2 O ⇌ [B (OH) 4 ] − + H 3 o + (P K = 8,98) [ 12 ]

Эта реакция очень быстрая, с характерным временем менее 10 мкс . [ 13 ] Полимерные оксуанионы бора образуются в водном растворе борной кислоты при рН 7–10, если концентрация бора выше, чем около 0,025 моль/л. Наиболее известным из них является тетраборативный ион [B 4 O 7 ] 2− , найдено в минеральной боре:

4 [B (OH) 4 ] − + 2   часа + ⇌ [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2− + 7 H 2 o

Другие анионы, наблюдаемые в растворе, являются племенами (1-) и пентаборатом (1-), в равновесии с борной кислотой и тетрагидроксиборитом в соответствии со следующими общими реакциями: [ 13 ]

2 B (OH) 3 + [B (OH) 4 ] − ⇌ [B 3 O 3 (OH) 4 ] − + 3 H 2 O (быстро, p k = –1,92)
4 B (OH) 3 + [B (OH) 4 ] − ⇌ [B 5 O 6 (OH) 4 ] − + 6 H 2 O (медленное, p k = –2.05)

В диапазоне pH от 6,8 до 8,0 любые щелочные соли анионов "борического оксида" с общей формулой [B x o y (OH) z ] (( q − ) где 3 x + q = 2 y + z в конечном итоге уравновешится в растворе на смесь B (Ох) 3 , [B (OH) 4 ] − , [B 3 O 3 (OH) 4 ] − , и [B 5 O 6 (OH) 4 ] − . [ 13 ]

Эти ионы, аналогичные комплексным боратам, упомянутым выше, являются более кислыми, чем сама борная кислота. В результате этого рН концентрированного раствора полибатата увеличится больше, чем ожидалось, когда разбавляется водой.

Боратские соли

[ редактировать ]

Ряд металлических боратов известен. Их можно получить путем обработки борной кислоты или оксидов бора оксидами металлов. [ Цитация необходима ]

Смешанные анионные соли

[ редактировать ]

Некоторые химические вещества содержат еще один анион в дополнение к борату. К ним относятся боратные хлориды , карбонаты бората , борат нитраты , борат сульфаты , борат фосфаты .

Сложные оксианионы, содержащие бор

[ редактировать ]

Более сложные анионы могут быть сформированы путем конденсации бортных треугольников или тетраэдров с другими оксианионами для получения таких материалов, как боросульфаты , бороселенаты , боротеллураты , бороантимонаты , борофосфаты или бороселениты .

Боросиликатное стекло , также известное как Pyrex , можно рассматривать как силикат , при котором некоторые [SIO 4 ] 4− Единицы заменяются на [BO 4 ] 5− Центры, вместе с дополнительными катионами, чтобы компенсировать разницу в валентных состояниях Si (IV) и B (III). Поскольку эта замена приводит к недостаткам, материал медленно кристаллизуется и образует стакан с низким коэффициентом теплового расширения , таким образом, устойчиво к растрескиванию при нагревании, в отличие от содового стекла .

Использование

[ редактировать ]
Кристаллы буры

Обычные боратные соли включают метабообразное натрия (NABO 2 ) и буракс. Боракс растворим в воде, поэтому месторождения минералов встречаются только в местах с очень низким количеством осадков. Обширные месторождения были найдены в долине Смерти и поставлялись с командами с двадцатью мульными командами с 1883 по 1889 год. В 1925 году в Бороне , штат Калифорния, были обнаружены месторождения , на краю пустыни Мохаве . Пустыня Атакама в Чили также содержит концентрации дождия бората.

Метабообразная литиевая тетраборат или смесь из них может использоваться в приготовлении различных образцов для пробы борат различных образцов для анализа с помощью XRF , AAS , ICP-OES и ICP-MS . Борт-слияние и дисперсионная рентгеновская флуоресцентная спектрометрия с поляризованным возбуждением были использованы при анализе загрязненных почв. [ 14 ]

Дизодий восьмиугольный тетрагидрат NA 2 B 8 O 13 · 4H 2 O (обычно сокращенно -точка) используется в качестве консерванта или фунгицида. Цинк Борат используется в качестве огнестойкого задержки .

Некоторые бораты с большими анионами и несколькими катионами, как K 2 al 2 b 2 o 7 и CS 3 Zn 6 B 9 O 21 были рассмотрены для применений в нелинейной оптике . [ 8 ]

Борат Эфир

[ редактировать ]

Эфиры бората являются органическими соединениями , которые удобно подготовлены к реакции стехиометрической конденсации борной кислоты с спиртами (или их их халкогена аналогов [ 15 ] ).

Тонкие пленки

[ редактировать ]

Тонкие пленки металла были выращены различными методами, включая эпитаксию жидкости (например, Febo 3 , [ 16 ] β-баб 2 O 4 [ 17 ] ), Electron-Beam испарение (например, CRBO 3 , [ 18 ] β-баб 2 O 4 [ 19 ] ), пульсированное лазерное осаждение (например, β-баб 2 O 4 , [ 20 ] Я (BO 2 ) 3 [ 21 ] ) и отложение атомного слоя (ALD). Рост по ALD был достигнут с использованием предшественников, состоящих из Tris (пиразолил) боратного лиганда , и озона или воды в качестве окислителя для отложения кабины 2 O 4 , [ 22 ] SRB 2 O 4 , [ 23 ] BAB 2 O 4 , [ 24 ] Mn 3 (BO 3 ) 2 , [ 25 ] и Cob 2 O 4 [ 25 ] Фильмы.

Физиология

[ редактировать ]

Боратские анионы в основном в форме неспецированной кислоты в водном растворе при физиологическом рН. Дальнейший метаболизм не происходит ни у животных, ни у растений. У животных соли борной кислоты/бората практически полностью поглощаются после перорального приема. Поглощение происходит за счет вдыхания, хотя количественные данные недоступны. Ограниченные данные указывают на то, что борная кислота/соли не поглощаются через интактную кожу в значительной степени, хотя поглощение происходит через кожу, которая сильно истирается. Он распределяет по всему телу и не сохраняется в тканях, за исключением кости, и быстро выводится в моче. [ 26 ]

Смотрите также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Основная физика и механизмы поглощения звука в морской воде» . Национальная физическая лаборатория . Получено 2008-04-21 .
  2. ^ Аллен, ах; Tankard, AR (1904). «Определение борной кислоты в сидре, фруктах и ​​т. Д.» . Аналитик ​ 29 (октябрь): 301–304. Bibcode : 1904ana .... 29..301a . doi : 10.1039/an9042900301 .
  3. ^ "Тетраборат" .
  4. ^ Карррондо, Мааф де Кт; Скапски, AC (1978). «Уточнение рентгеновской кристаллической структуры промышленного отбеливающего агента дизодий тетрагидроксо-ди-μ-пепероксо, ди-дибуктного гексагидрата, Na 2 [B 2 (O 2 ) 2 (OH) 4 ] · 6H 2 O». Acta Crystallogr B. 34 : 3551. DOI : 10.1107/S0567740878011565 .
  5. ^ Бубнова, рупий; Шеполев, Джу. Ф.; Сеннова, На; Филатов, SK (2002). «Термическое поведение жестких бор-кислородных групп в кристаллической структуре α-na2b8o13» . Журнал кристаллографии - кристаллические материалы . 217 (9): 444–450. Bibcode : 2002zk .... 217..444b . Doi : 10.1524/Zkri.217.9.444.22881 . S2CID   95388918 .
  6. ^ Чарльз Хатченс Берджесс и Альфред Холт (1905): «Некоторые физические признаки боратов натрия с новым и быстрым методом определения точек плавления». Труды Королевского общества Лондона, том 74, страницы 285–295. doi : 10.1098/rspl.1904.0112
  7. ^ Jump up to: а беременный Wiberg E. и Holleman AF (2001) Неорганическая химия , Elsevier ISBN   0-12-352651-5
  8. ^ Jump up to: а беременный в Миридинг Мутаилпу, Мин Чжан, Сяою Донг, Янна Чен и Шили Пан (2016): «Влияние ориентации [B 5 O 11 ] 7– Фундаментальные строительные блоки на слоистых конструкциях на основе пентаборатов ». Неорганическая химия , том 55, выпуск 20, страницы 10608–10616. Doi : 10.1021/acs.inorgch
  9. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2 -е изд.). Баттерворт-Хейнеманн . п. 205. ISBN  978-0-08-037941-8 .
  10. ^ Римма С. Бубнова и Станислав К. Филатов (2008): «Сильное анизотропное тепловое расширение в боратах». Основная физика твердого состояния , том 245, выпуск 11, страницы 2469-2476. Doi : 10.1002/pssb.200880253
  11. ^ Аткинс; и др. (2010). Неорганическая химия (5 -е изд.). Издательство Оксфордского университета. п. 334. ISBN  9780199236176 .
  12. ^ Ингри, Н. (1962). «Равновесные исследования полианионов. 8. На первых шагах равновесия в гидролизе борной кислоты сравнение между равновесия в 0,1 м и 3,0 м NaClo4» . Acta Chemica Scandinavica . 16 (2): 439–448. doi : 10.3891/acta.chem.scand.16-0439 . ISSN   0904-213X .
  13. ^ Jump up to: а беременный в Роберт К. Момии и Норман Х. Нахтриб (1967): «Ядерное магнитно-резонансное исследование равновесия борат-полиболитата в водном растворе». Неорганическая химия , том 6, выпуск 6, страницы 1189-1192. Два : 10.1021/IC50052A026
  14. ^ Хеттипатирана, Терранс Д. (2004). «Одновременное определение уровня частей на миллион Cr, AS, CD и PB, и основные элементы в низкоуровневых загрязненных почвах с использованием боратного слияния и дисперсионной рентгеновской флуоресцентной спектрометрии с поляризованным возбуждением». Spectrochimica Acta Часть B: атомная спектроскопия . 59 (2): 223–229. Bibcode : 2004acspb..59..223h . doi : 10.1016/j.sab.2003.12.013 .
  15. ^ «Эфирные эфиры» . Компендиум химической терминологии IUPAC . 2014. DOI : 10.1351/goldbook.e02219 .
  16. ^ Yagupov, S.; Strugatsky, M.; Seleznyova, K.; Mogilenec, Yu.; Milyukova, E.; Maksimova, E.; Nauhatsky, I.; Drovosekov, A.; Kreines, N. (November 2016). "Iron borate films: Synthesis and characterization" (PDF) . Journal of Magnetism and Magnetic Materials . 417 : 338–343. Bibcode : 2016JMMM..417..338Y . doi : 10.1016/j.jmmm.2016.05.098 .
  17. ^ Liu, Junfang; 2+ -Допированные подложки Alpha Barium Borte Epitaxy ». Тонкие твердые пленки . 510 (1–2): 251–254. Bibcode : 2006tsf ... 510..251l . DOI : 10.1016/j.tsf.2005.12.205 .
  18. ^ Джа, Менака; Kshirsagar, Sachin D.; Ганашим Кришна, М.; Гангули, Ашок К. (июнь 2011 г.). «Рост и оптические свойства тонких пленок хрома». Твердые науки . 13 (6): 1334–1338. Bibcode : 2011SSSCI..13.1334J . doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2011.04.002 .
  19. ^ Майя, LJQ; Feitosa, CAC; Де Висенте, FS; Мастеларо, VR; Ли, М. Сиу; Эрнандес, AC (сентябрь 2004 г.). «Структурная и оптическая характеристика тонких пленок Beta Barium Borate, выращенных путем испарения электронного луча». Журнал Vacuum Science & Technology A: вакуум, поверхности и фильмы . 22 (5): 2163–2167. Bibcode : 2004jvsta..22.2163m . doi : 10.1116/1.1778409 . ISSN   0734-2101 .
  20. ^ Сяо, Р.-Ф.; Нг, LC; Ага.; Вонг, GKL (1995-07-17). «Приготовление кристаллических бета-бариум борат (β-баб 2 O 4 ) тонких пленок с помощью импульсного лазерного осаждения» . Прикладные физические буквы . 67 (3): 305–307. Bibcode : 1995Apphl..67..305x . doi : 10.1063/1.115426 . ISSN   0003-6951 .
  21. ^ Александровский, как; Крилов, как; Potseluyko, Am; Середкин, Вирджиния; Zaitsev, ai; Zamkov, AV (2006-02-09). Конов, Виталия I.; Панченко, Владислав Y.; Сугиока, Кодзи; Вейко, Вадим П. (ред.). «Импульсное лазерное осаждение европийных боратных стеклянных пленок и их оптических и магнитооптических свойств» . Общество фотооптических инженеров Инженеров (SPIE) . Шпи -разбирательство. 6161 : 61610a - 61610a - 7. Bibcode : 2006spie.6161e..0aa . doi : 10.1117/12.675020 . S2CID   136530746 .
  22. ^ Сали, Марк Дж.; Мунник, Франс; Зима, Чарльз Х. (2010). «Осаждение атомного слоя пленок CAB2O4 с использованием BIS (TRIS (пиразолил) борат) кальция в качестве очень термически стабильного бора и источника кальция». Журнал материалов Химия . 20 (44): 9995. DOI : 10.1039/C0JM02280B . ISSN   0959-9428 .
  23. ^ Сали, Марк Дж.; Мунник, Франс; Зима, Чарльз Х. (июнь 2011 г.). «Осаждение атомного слоя пленок SRB 2 O 4 с использованием термически стабильного предшественника Bis (Tris (пиразолил) борат) стронций». Химическое осаждение пара . 17 (4–6): 128–134. doi : 10.1002/cvde.201006890 .
  24. ^ Сали, Марк Дж.; Мунник, Франс; Бэйрд, Рональд Дж.; Зима, Чарльз Х. (2009-08-25). «Рост осаждения атомного слоя тонких пленок BAB 2 O 4 из исключительно термически стабильного предшественника Tris (пиразолил) борат». Химия материалов . 21 (16): 3742–3744. doi : 10.1021/cm902030d . ISSN   0897-4756 . S2CID   93114230 .
  25. ^ Jump up to: а беременный Клеско, Джозеф П.; Белло, Джеймс А.; Сали, Марк Дж.; Зима, Чарльз Х.; Джулин, Джаакко; Саджаваара, Тимо (сентябрь 2016 г.). «Необычный контроль стехиометрии в осаждении атомного слоя борат марганца из марганцевых бис (трис (пиразолил) борат) и озона» . Журнал Vacuum Science & Technology A: вакуум, поверхности и фильмы . 34 (5): 051515. BIBCODE : 2016JVSTA..34E1515K . doi : 10.1116/1.4961385 . ISSN   0734-2101 .
  26. ^ Агентство по охране окружающей среды США (2005), «Борская кислота/соли бората натрия». Hed глава документа о выборе для переоценки толерантности (TRED), EPA-HQ-OPP-2005-0062-0004, с.11 (январь 2006 г.). Как цитируется PubChem.
[ редактировать ]
Wikimedia Commons имеет средства массовой информации, связанные с Borates .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Borate&oldid=1242492399#Polymeric_ions"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d96881a3d03f285c567903e82ccbebd2__1724715060
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d9/d2/d96881a3d03f285c567903e82ccbebd2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Borate - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)