Ποια είναι η δομή του βορίου;

Η ατομική δομή του βορίου, ο αριθμός στοιχείου 5 στον περιοδικό πίνακα, εμφανίζει ένα πλήρες εσωτερικό κέλυφος δύο ηλεκτρονίων, με τρία ηλεκτρόνια στο εξώτατο κέλυφος, δίνοντας τα τρία ηλεκτρόνια του ατόμου για τη συγκόλληση.Από αυτή την άποψη, μοιάζει με αλουμίνιο, το επόμενο στοιχείο στην ομάδα Boron.Ωστόσο, σε αντίθεση με το αλουμίνιο, δεν μπορεί να δωρίσει ηλεκτρόνια σε άλλα άτομα για να σχηματίσει ένα ιοντικό δεσμό με ένα ιόν B ³⁺, καθώς τα ηλεκτρόνια είναι πολύ σφιχτά συνδεδεμένα με τον πυρήνα.Το βόριο γενικά δεν δέχεται ηλεκτρόνια για να σχηματίσει αρνητικό ιόν, οπότε κανονικά δεν σχηματίζει ιοντικές ενώσεις mdash.Η χημεία του βορίου είναι ουσιαστικά ομοιοπολική.Η διαμόρφωση των ηλεκτρονίων και η επακόλουθη συμπεριφορά συγκόλλησης καθορίζουν επίσης την κρυσταλλική δομή του βορίου στις διάφορες στοιχειώδεις μορφές του. Οι ενώσεις βορίου μπορούν συχνά να περιγραφούν ως "ανεπαρκής ηλεκτρονίων", καθώς υπάρχουν λιγότερα ηλεκτρόνια που εμπλέκονται στη συγκόλληση από ό, τι απαιτούνται για τους φυσιολογικούς ομοιοπολικούς δεσμούς.Σε ένα μόνο ομοιοπολικό δεσμό, δύο ηλεκτρόνια μοιράζονται μεταξύ των ατόμων και στα περισσότερα μόρια, τα στοιχεία ακολουθούν τον κανόνα οκτάδων.Οι δομές των ενώσεων βορίου όπως το τριφθορίδιο βορίου (bf

3

) και το τριχλωρίδιο του βορίου (bcl ₃ ), ωστόσο, δείχνουν ότι το στοιχείο έχει μόνο έξι και όχι οκτώ ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους του, καθιστώντας τις εξαιρέσεις από τοΚανόνας οκτάδων. Ασυνήθιστη συγκόλληση βρίσκεται επίσης στη δομή των ενώσεων βορίου γνωστού ως Boranes Mdash.Η διερεύνηση αυτών των ενώσεων έχει οδηγήσει σε κάποια αναθεώρηση των θεωριών χημικής σύνδεσης.Οι βόρανες είναι ενώσεις βορίου και υδρογόνου, το απλούστερο είναι το τριϋδρίδιο, BH

3

.Και πάλι, αυτή η ένωση περιέχει ένα άτομο βόριο που είναι δύο ηλεκτρόνια κοντά σε ένα οκτάδες.Το Diborane (B ₂ H ₆ ) είναι ασυνήθιστο στο ότι κάθε ένα από τα δύο άτομα υδρογόνου στην ένωση μοιράζεται το ηλεκτρόνιο του με δύο άτομα βορίου mdash;Αυτή η διάταξη είναι γνωστή ως δεσμός δύο ηλεκτρονίων τριών κέντρων.Περισσότεροι από 50 διαφορετικοί βόρανοι είναι τώρα γνωστές και η πολυπλοκότητα των αντιπάλων τους των υδρογονανθράκων. Το στοιχειακό βοόριο δεν εμφανίζεται φυσικά στη γη και είναι δύσκολο να προετοιμαστεί σε καθαρή μορφή, όπως οι συνήθεις μεθόδους mdash.Για παράδειγμα, η μείωση του οξειδίου mdash.Αφήστε τις ακαθαρσίες που είναι δύσκολο να αφαιρεθούν.Αν και το στοιχείο παρασκευάστηκε για πρώτη φορά σε ακάθαρτη μορφή το 1808, δεν ήταν μέχρι το 1909 ότι παράγεται με επαρκή καθαρότητα για να διερευνηθεί η κρυσταλλική του δομή.Η βασική μονάδα για την κρυσταλλική δομή του βορίου είναι ένα b ₁₂ icosahedron, με mdash;Σε κάθε μία από τις 12 κορυφές mdash;Ένα άτομο βορίου συνδέθηκε με άλλα πέντε άτομα.Το ενδιαφέρον χαρακτηριστικό αυτής της δομής είναι ότι τα άτομα βορίου σχηματίζουν μισούς δεσμούς, μοιράζοντας ένα ηλεκτρόνιο αντί για τα συνηθισμένα δύο ηλεκτρόνια σε έναν ομοιοπολικό δεσμό.Αυτό δίνει στα άτομα του βορίου ένα αποτελεσματικό σθένος 6, με ένα επιπλέον δεσμό που διατίθεται σε κάθε μία από τις κορυφές για να τους επιτρέψει να δεσμεύονται σε παρακείμενες μονάδες.

icosahedra δεν πακετάρει σφιχτά και αφήνει κενά στην κρυσταλλική δομή που μπορεί να γεμίσειαπό άτομα του βορίου ή άλλων στοιχείων.Έχουν παραχθεί ορισμένα χρήσιμα κράματα βορίου μετάλλου και ενώσεις βορίου που χαρακτηρίζονται από B

12

Icosahedra σε συνδυασμό με άλλα στοιχεία.Αυτά τα υλικά είναι γνωστά για τη σκληρότητα και τα υψηλά σημεία τήξης.Ένα παράδειγμα είναι το βόρειο μαγνήσιο αλουμινίου (BAM), με τον χημικό τύπο ALMGB ₁₄ .Αυτό το υλικό έχει τη διάκριση να έχει το χαμηλότερο συντελεστή τριβής γνωστή mdash;Με άλλα λόγια, είναι εξαιρετικά ολισθηρό mdash.και χρησιμοποιείται ως σκληρή, χαμηλή επίστρωση τριβής για εξαρτήματα μηχανών.