氧化硼科普

氧化硼，化学式：B2O3，又称三氧化二硼，是硼最次要的氧化物。它是一种白色蜡状固体，一般以无定形的形态存在，很难构成晶体，但在高强度退火后也能结晶。它是已知的最难结晶的物质之一。熔融时能够溶解许多碱性的金属氧化物，生成有特色色彩的玻璃状硼酸盐和偏硼酸盐（玻璃），用于制取元素硼和精密硼化合物。也可与多种氧化物化合制成具备特色色彩的硼玻璃、光学玻璃、耐热玻璃、仪器玻璃及玻璃纤维、光线防护资料等。还可用作油漆的耐火阻烯增加剂和干燥剂。

　　物性数据

　　1、性状： 无色玻璃状晶体或粉末。

　　2、密度（g/mL，25/4℃）： 1.812（无定形）、2.46（结晶）

　　3、熔点（oC）：,450℃（结晶）

　　4、沸点（oC，常压）：1860

　　5、溶解性：溶于水，成为硼酸。溶于酸、碱溶液

　　分子结构数据

　　1、摩尔折射率：无可用的

　　2、摩尔体积（cm3/mol）：无可用的

　　3、等张比容（90.2K）：无可用的

　　4、外表张力（dyne/cm）：无可用的

　　5、介电常数：无可用的

　　6、极化率（10-24cm3）：无可用的

　　7、单一起位素品质：70.003356 Da

　　8、标称品质：70 Da

　　9、平均品质：69.6202 Da

　　计算化学数据

　　1、氢键供体数量：0

　　2、氢键受体数量：3

　　3、可旋转化学键数量：0

　　4、拓扑分子极性外表积（TPSA）：43.4

　　5、重原子数量：5

　　6、外表电荷：0

　　7、复杂度：34.2

　　8、同位素原子数量：0

　　9、确定原子立构中心数量：0

　　10、不确定原子立构中心数量：0

　　11、确定化学键立构中心数量：0

　　12、不确定化学键立构中心数量：0

　　13、共价键单元数量：11

　　结构性质

　　玻璃状氧化硼（g-B2O3）很能够是一种由许多三角形BO3单元经过共用氧原子局部有序衔接而成的网络结构，其中以硼氧相间的六元环B3O3占劣势。该六元环中，硼原子为三配位，氧原子为二配位。该玻璃体在325－450 °C时硬化，其密度随受热状况而有一个变化范围。加热时，玻璃体氧化硼结构中的无序度增加。超过450 °C时会产生有极性的－B=O基。高于1000 °C时，氧化硼蒸气则全副由B2O3单体组成，其结构为角形的 O=B－O－B=O。

　　常压下使液态的氧化硼在200－250 °C范围内结晶，能够构成一般的六方晶系氧化硼（α-B2O3），其结构简直全副由三角形的BO3单元组成。

　　在22000atm和400 °C时，α-B2O3转变为高温高压型的单斜晶体β-B2O3。该转变过程相似于石英在高压下到柯石英的转化。除此之外，β-B2O3也能够由液态氧化硼在40000atm和600 °C时结晶失去。

　　β-B2O3的体积模量很大（K = 180 GPa）。g-B2O3和β-B2O3的维氏硬度分别为1.5GPa和16GPa。

　　性质与波动性

　　1、假如遵循规格应用和贮存则不会分解，未有已知风险反应，避免水分、湿润。

　　2、外表有滑腻感，无味。可溶于酸、乙醇、热水，微溶于冷水。对热波动，白热时也不被碳还原，但碱金属以及镁、铝皆能使之还原成单质硼。加热至600 ℃时，可变成黏性很大的液体。在空气中可激烈地吸水，生成硼酸。可与若干种金属氧化物化合而构成具备特色色彩的硼玻璃，能与碱金属、铜、银、铝、砷、锑、铋的氧化物齐全混溶。有毒！

　　3、晶状硼酸制得的三氧化二硼是一种白色、多孔、轻轻熔结的物质。它很容易被粉碎，不过在操作中必须扫除大气中的水汽。该三氧化二硼有很高的反应性，当与水汽接触时会放出热量并发咝咝声。

　　生态学数据

　　对水是略微有危害的，不要让未浓缩或大量的产品接触地上水、水道或者污水零碎，若无政府答应，勿将资料排入四周环境。

　　毒理学数据

　　1、急性毒性：小鼠引入腹膜LD50：1868mg/kg小鼠口经LD50：3163mg/kg，小鼠经口LD50：3163mg/kg。

　　2、可刺激鼻、眼及皮肤，惹起结膜炎、红疹。

　　贮存方法

　　1、保持贮藏器密封、贮存在阴凉、干燥的中央，确保工作间有良好的通风或排气安装,远离火种、热源。

　　2、应与酸类离开存放，切忌混贮。工作人员应做好防护，若不慎涉及皮肤和眼睛，应立刻用大量清水停止冲洗2。

　　合成方法

　　1、常压法

　　将硼酸送人加热釜内，升温，硼酸冉冉脱水。当温度升到107.5℃时变为偏硼酸(HBO2)，升温到150～160℃时转变为四硼酸(H2B4O7)，650℃以上则熔体产生大量泡沫，最终将温度保持在800～1000℃，灼烧脱水到物料呈红色并不再鼓泡为止。熔料绝对密度为1.52。这时开启抽丝机停止抽丝，温度控制在700～900℃。然后将抽丝机上的氧化硼丝用退切机切断，包装，得氧化硼成品。其反应方程式如下：

　　2、真空法

　　将硼酸置于不锈钢盘中，放人烘箱内先烘1.5 h，再升温至150℃，加热4 h。加热过程中要常常翻动，使其脱水平均。接着将物料移出，冷却，粉碎，然后置于真空烘箱中，保持密封，在220℃下加热1.5 h，再升温至260℃，并加热4 h。再将物料冷却、粉碎，放入管式炉中，加热温度控制在280℃，在真空下脱水4h，制得氧化硼产品。

　　3、将晶状的硼酸装在一只小皿中。放在装有五氧化二磷的干燥反应器中并在真空下加热至200℃使之齐全脱水。水真空泵提供的真空度已够用了，但最好采用较高真空度的真空泵。重要的是温度要缓缓地降低到200℃，否则硼酸会熔结起来而障碍水汽的进一步逸散。所用的量越大，在200℃下加热的工夫应越长，有时保温达4h以上，脱水能力齐全。对于3g硼酸，加热1h就够了。另外，在温度保持不超过200℃的条件下，能够在干燥空气流中停止硼酸的脱水。所用干燥空气是将空气经过硫酸，然后再经过五氧化二磷或多孔性氧化钡停止干燥而得3。

　　用处

　　1、硅酸盐剖析中测定二氧化硅和碱，吹管剖析，分解硅酸盐的助熔剂。

　　2、用作硅酸盐分解时的助熔剂，半导体资料的掺杂剂，耐热玻璃器皿和油漆耐火增加剂。是制取元素硼和各种硼化合物的原料。

　　3、在冶金工业上用于合金钢的消费。

　　4、可用作无机合成的催化剂，高温用光滑剂的增加剂以及化学试剂等。

　　5、用作剖析试剂，如分解样品的助熔剂，用于硼的制备。还用作半导体硅的掺杂源。高纯试剂，用于半导体消费中的内涵、分散工序。