โครงสร้างของโบรอนคืออะไร?

โครงสร้างอะตอมของโบรอน, องค์ประกอบหมายเลข 5 ในตารางธาตุแสดงเปลือกด้านในเต็มรูปแบบของอิเล็กตรอนสองตัวโดยมีอิเล็กตรอนสามตัวในเปลือกนอกสุดทำให้อะตอมอิเล็กตรอนสามวาเลนซ์ที่มีอยู่สำหรับพันธะในแง่นี้มันคล้ายกับอลูมิเนียมองค์ประกอบถัดไปในกลุ่มโบรอน;อย่างไรก็ตามแตกต่างจากอลูมิเนียมไม่สามารถบริจาคอิเล็กตรอนให้กับอะตอมอื่น ๆ เพื่อสร้างพันธะไอออนิกที่มี B ³⁺ ion เนื่องจากอิเล็กตรอนถูกผูกไว้อย่างแน่นหนากับนิวเคลียสโดยทั่วไปโบรอนไม่ยอมรับอิเล็กตรอนในการสร้างไอออนเชิงลบดังนั้นจึงไม่ได้ก่อตัวเป็นสารประกอบไอออนิก mdash;เคมีของโบรอนเป็นโควาเลนต์เป็นหลักการกำหนดค่าอิเล็กตรอนและพฤติกรรมการเชื่อมที่ตามมายังกำหนดโครงสร้างผลึกของโบรอนในรูปแบบองค์ประกอบต่าง ๆ

สารประกอบโบรอนสามารถอธิบายได้ว่าเป็น "อิเล็กตรอนที่ขาด" ซึ่งมีอิเล็กตรอนน้อยลงที่เกี่ยวข้อง.ในพันธะโควาเลนต์เดียวอิเล็กตรอนสองตัวจะถูกแชร์ระหว่างอะตอมและในโมเลกุลส่วนใหญ่องค์ประกอบตามกฎ Octetโครงสร้างของสารประกอบโบรอนเช่นโบรอน trifluoride (BF ₃ ) และโบรอนไตรคลอไรด์ (Bcl ₃ ) แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบมีเพียงหกและไม่ใช่แปดอิเล็กตรอนในเปลือกเวลเลนกฎ Octet.

พันธะที่ผิดปกติพบได้ในโครงสร้างของสารประกอบโบรอนที่รู้จักกันในชื่อ Boranes mdash;การตรวจสอบสารประกอบเหล่านี้ส่งผลให้มีการแก้ไขทฤษฎีพันธะเคมีบางอย่างBoranes เป็นสารประกอบของโบรอนและไฮโดรเจนซึ่งง่ายที่สุดคือ trihydride, bh

3 _{อีกครั้งสารประกอบนี้มีอะตอมโบรอนที่มีอิเล็กตรอนสองตัวที่สั้นของ octetDiborane (B} 2 _H 6 _{) นั้นผิดปกติในแต่ละอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมในสารประกอบจะใช้อิเล็กตรอนของมันกับอะตอมโบรอนสองตัว mdash;การจัดเรียงนี้เรียกว่าพันธบัตรสองกลางสามกลางโบราเนสที่แตกต่างกันมากกว่า 50 รายการเป็นที่รู้จักและความซับซ้อนของคู่แข่งทางเคมีของพวกเขาที่ของไฮโดรคาร์บอน}

โบรอนองค์ประกอบไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลกและเป็นการยากที่จะเตรียมความพร้อมในรูปแบบที่บริสุทธิ์เนื่องจากวิธีการปกติ mdash;ตัวอย่างเช่นการลดลงของออกไซด์ mdash;ปล่อยสิ่งสกปรกที่ยากต่อการลบแม้ว่าองค์ประกอบจะถูกเตรียมเป็นครั้งแรกในรูปแบบที่ไม่บริสุทธิ์ในปี 1808 แต่ก็ไม่ได้จนกว่าปี 1909 จะผลิตในความบริสุทธิ์เพียงพอสำหรับโครงสร้างผลึกของมันที่จะตรวจสอบหน่วยพื้นฐานสำหรับโครงสร้างผลึกของโบรอนคือ b

12 _{icosahedron พร้อม mdash;ที่แต่ละจุดยอด mdash;อะตอมโบรอนผูกมัดกับอะตอมอีกห้าอะตอมคุณลักษณะที่น่าสนใจของโครงสร้างนี้คืออะตอมโบรอนกำลังก่อตัวเป็นพันธมิตรครึ่งหนึ่งโดยการแบ่งปันอิเล็กตรอนหนึ่งตัวแทนที่จะเป็นอิเล็กตรอนสองตัวตามปกติในพันธะโควาเลนต์สิ่งนี้จะช่วยให้โบรอนอะตอมมีความจุที่มีประสิทธิภาพ 6 โดยมีพันธะพิเศษหนึ่งอันที่แต่ละจุดยอดเพื่อให้พวกเขาพันธะกับหน่วยที่อยู่ติดกัน}

icosahedra ไม่ได้บรรจุเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาและทิ้งช่องว่างไว้ในโครงสร้างผลึกที่สามารถเติมเต็มได้โดยอะตอมของโบรอนหรือองค์ประกอบอื่น ๆโลหะผสมโบรอนโลหะที่มีประโยชน์จำนวนหนึ่งและสารประกอบโบรอนที่มี B

12 _{icosahedra ร่วมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ได้ถูกผลิตขึ้นวัสดุเหล่านี้ถูกบันทึกไว้สำหรับความแข็งและจุดหลอมเหลวสูงตัวอย่างหนึ่งคืออลูมิเนียมแมกนีเซียมบอร์ไรด์ (BAM) โดยมีสูตรเคมี Almgb} 14 _{วัสดุนี้มีความแตกต่างของการมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำสุดที่รู้จัก mdash;กล่าวอีกนัยหนึ่งมันลื่นมาก mdash;และใช้เป็นการเคลือบแบบแข็งและการเคลือบแรงเสียดทานต่ำสำหรับชิ้นส่วนเครื่อง}