偏硼酸
化合物
偏硼酸（英语：Metaboric acid）是一类具有相同实验式HBO2的无机化合物的名称，[1]其分子结构不同。它们是由硼酸脱水或分解形成的无色水溶性固体。
| 偏硼酸 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Oxoborinic acid | |||
| 识别 | |||
| CAS号 | 13460-51-0 
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| PubChem | 24492 | ||
| ChemSpider | 22900 | ||
| SMILES |
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| Gmelin | 121829 | ||
| EINECS | 236-659-8 | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | H3B3O6 | ||
| 摩尔质量 | 131.45 g·mol−1 | ||
| 外观 | 白色固体 | ||
| 密度 | 1.784 g cm−3 | ||
| 熔点 | 176 °C（449 K） | ||
| pKa | 9.236 | ||
| 危险性 | |||
GHS危险性符号
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| GHS提示词 | warning | ||
| H-术语 | H315, H319, H335 | ||
| P-术语 | P261, P305+351+338 | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
结构
偏硼酸的主要型态有：
- 变体III，或称三聚体。分子式为H
3B
3O
6该分子具有C3h对称性，核心为六元环，硼和氧原子交替排列，硼上连接有-OH基团。晶体结构是具有片状结构的正交晶系，类似于硼酸。[2]它是通过在80-100 °C下加热硼酸而失水得到的：[2]
- 3 B(OH)
3 → (BOH)
3O
3 + 3 H
2O
- 3 B(OH)
- 变体II。结构与变体III相似的聚合物，不同之处在于环是相连的，且1/3的硼中心是四面体。其分子式为HO[–B(BOH)
2O
3O–]
nH，晶体结构为单斜晶系。[3]这种型态具有更高熔点（201°C）和密度（2.045g/cm3）。它是通过在密封的安瓿中在130-140 °C下加热三聚体得到（防止脱水），正交偏硼酸转化为单斜晶型（II）：[3]
反应
当加热到约170 °C以上时，偏硼酸会脱水，形成四硼酸，也称为焦硼酸 (H2B4O7)：[5][6]
- 4 HBO2 → H2B4O7 + H2O
偏硼酸盐
偏硼酸盐是BO2−的衍生物。与偏硼酸一样，偏硼酸盐具有不同的结构。如偏硼酸钠和偏硼酸钾，它们是由含有环状B3O63−离子的正交偏硼酸去质子化形成的盐，以及含有链状聚合离子(BO2−)n的偏硼酸钙Ca(BO2)2。[1]
参考资料
- ^ 1.0 1.1 Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ 2.0 2.1 H. J. Becher "Metaboric Acid" Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 791.
- ^ 3.0 3.1 W. H. Zachariasen "The crystal structure of monoclinic metaboric acid" Acta Crystallogr. 1963, vol. 16, pp. 385-389. doi:10.1107/S0365110X6300102X
- ^ 4.0 4.1 Freyhardt, C. C.; Wiebcke, M.; Felsche, J. The monoclinic and cubic phases of metaboric acid (precise redeterminations). Acta Crystallogr C. 2000, 56 (3): 276–278. PMID 10777918. doi:10.1107/S0108270199016042
.
- ^ Gurwinder Kaur, Shagun Kainth, Rohit Kumar, Piyush Sharma and O. P. Pandey (2021): "Reaction kinetics during non-isothermal solid-state synthesis of boron trioxide via boric acid dehydration." Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, volume 134, pages 347–359. doi:10.1007/s11144-021-02084-8
- ^ Siavash Aghili, Masoud Panjepour, and Mahmood Meratian (2018): "Kinetic analysis of formation of boron trioxide from thermal decomposition of boric acid under non-isothermal conditions." Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, volume 131, pages 2443–2455. doi:10.1007/s10973-017-6740-3
