Модификация III, или тримерная, с молекулярной формулой H 3 B 3 O 6 . Молекула имеет симметрию C 3h с шестичленным кольцом чередующихся атомов бора и кислорода в ядре, с группами ОН , присоединенными к борам. Кристаллическая структура орторомбическая с пластинчатой структурой, подобной структуре самой борной кислоты. [3] Она получается нагреванием ортоборной кислоты при 80-100 °C с потерей воды: [3]
Модификация II. Полимер со структурой, аналогичной модификации III, за исключением того, что кольца соединены и 1/3 центров бора являются тетраэдрическими. Молекулярная формула, таким образом, HO[−B(BOH) 2 O 3 O−] n H Кристаллическая структура моноклинная . [4] Эта форма имеет более высокую температуру плавления (201 °C) и плотность (2,045 г/см 3 ). Она получается нагреванием тримерной формы при 130-140 °C в запаянной ампуле (для предотвращения дегидратации), орторомбическая метаборная кислота переходит в моноклинную форму (II): [4]
Кубическая форма. [5] Это белое твердое вещество, которое лишь немного растворяется в воде и плавится при температуре около 236 °C. Его получают нагреванием модификации II или III выше 140 °C. [5]
Реакции
При нагревании выше 170 °C метаборная кислота дегидратируется, образуя тетраборную кислоту , также называемую пироборной кислотой (H 2 B 4 O 7 ): [6] [7]
Метабораты являются производными BO 2 − . Как и метаборная кислота, метабораты существуют с разнородными структурами. Примерами являются метабораты натрия и калия, соли, образованные депротонированием орторомбической метаборной кислоты, содержащей циклический ион B 3 O 6 3− , и метаборат кальция, Ca(BO 2 ) 2 , который содержит цепной полимерный ион (BO 2 − ) n . [2]
Ссылки
^ СГС: Sigma-Aldrich 413453
^ ab Гринвуд, NN; и Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4 .
^ ab HJ Becher "Метаборная кислота" Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Т. 1. стр. 791.
^ ab WH Zachariasen "Кристаллическая структура моноклинной метаборной кислоты" Acta Crystallogr. 1963, т. 16, стр. 385-389. doi :10.1107/S0365110X6300102X
^ ab Freyhardt, CC; Wiebcke, M.; Felsche, J. (2000). «Моноклинная и кубическая фазы метаборной кислоты (точные переопределения)». Acta Crystallogr C. 56 ( 3): 276–278. doi : 10.1107/S0108270199016042 . PMID 10777918.
^ Гурвиндер Каур, Шагун Кайн, Рохит Кумар, Пиюш Шарма и OP Пандей (2021): «Кинетика реакции во время неизотермического твердофазного синтеза триоксида бора посредством дегидратации борной кислоты». Кинетика, механизмы и катализ реакций , том 134, страницы 347–359. doi :10.1007/s11144-021-02084-8
^ Сиаваш Агили, Масуд Панджепур и Махмуд Мератиан (2018): «Кинетический анализ образования триоксида бора при термическом разложении борной кислоты в неизотермических условиях». Журнал термического анализа и калориметрии , том 131, страницы 2443–2455. doi :10.1007/s10973-017-6740-3