硼酸鹽
編輯硼酸鹽是幾種硼氧陰離子中的任何一種,負離子由硼和氧組成,例如原硼酸鹽
陰離子
編輯主要的硼酸鹽陰離子是:
- 四羥基硼酸鹽
結構
編輯氧酸鹽陰離子或官能團由三角平面 B(O?)3 或四面體組成陰離子中的末端(未共享)-O-原子可能被氫原子覆蓋( ?OH) 或可能帶有負電荷 (?O?)。
平面 B(O?)3 個單元可以堆疊在晶格中,從而具有 π 共軛分子軌道,這通常會產生有用的光學特性,例如產生強諧波 、雙折射和紫外透射率。
聚合硼酸鹽陰離子可具有 2、3 或 4 個三方 BO3 結構單元的直鏈,每個單元與相鄰單元共享氧原子。 與 LiBO2 一樣,包含三角 BO3 結構單元鏈。 其他匿名者包含循環; 例如,NaBO2 和 KBO2 含有環狀 [B3O6]2- 離子。
結晶硼酸鹽的熱膨脹主要由 BO3 和 BO4 多面體和由這些多面體組成的剛性基團決定 它們在受熱時不會改變構型和尺寸,但有時會像鉸鏈一樣旋轉,從而導致極大的各向異性熱膨脹,包括線性負膨脹。
反應
編輯水溶液
在水溶液中,硼酸 B(OH)3 可以充當弱布朗斯臺德酸,即 pKa ~ 9 的質子供體。然而,它更常充當 路易斯酸,接受來自水自質子分解產生的羥基離子的電子對:
B(OH)3 + 2 H2O ? 這個反應非常快,具有特征 時間小于 10 μs。 如果硼濃度高于約 0.025 mol/L,則在 pH 7–10 的硼酸水溶液中形成聚合硼氧陰離子。 其中最著名的是四硼酸根離子
2B(OH)3 +
這些離子,類似于上面提到的復合硼酸鹽,比硼酸本身更酸性。 因此,當用水稀釋時,濃縮聚硼酸鹽溶液的 pH 值會比預期增加更多。
碳酸鹽
已知許多金屬硼酸鹽可以通過用金屬氧化物處理硼酸或氧化硼而獲得。
混合陰離子鹽
除了硼酸鹽之外,一些化學品還含有另一種陰離子。 這些包括氯化硼酸鹽、碳酸硼酸鹽、硝酸硼酸鹽、硫酸硼酸鹽、磷酸硼酸鹽。
含硼的復雜氧陰離子
更復雜的陰離子可以通過縮合硼酸鹽三角形或四面體與其他含氧陰離子生成材料,例如硼硫酸鹽、硼硒酸鹽、硼碲酸鹽、硼銻酸鹽、硼磷酸鹽或硼硒酸鹽。
硼硅酸鹽玻璃,也稱為派熱克斯玻璃,可以看作是一種硅酸鹽,其中一些 [SiO4]4? 單元被 [BO4]5? 中心取代,以及額外的陽離子以補償 Si(IV) 的價態差異 和 B(III)。 由于這種替代會導致缺陷,因此該材料結晶緩慢并形成熱膨脹系數低的玻璃,因此與鈉玻璃不同,加熱時不易開裂。
- 偏硼酸鋰、四硼酸鋰或兩者的混合物可用于各種樣品的硼酸鹽熔融樣品制備,以便通過 XRF、AAS、ICP-OES 和 ICP-MS 進行分析。 石英酸鹽聚變和具有偏振激發的能量色散 X 射線熒光光譜法已用于分析受污染的土壤。四水八硼酸二鈉Na2B8O13·4H2O(通常縮寫為DOT) 用作木材防腐劑或殺菌劑。 硼酸鋅用作阻燃劑。一些具有大陰離子和多個陽離子的硼酸鹽,如 K2Al2B2O 7 和 Cs3Zn6B9O21 已被考慮用于非線性光學中。
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