Borides

Boridit  ovat boorin binäärisiä yhdisteitä, joissa on enemmän sähköpositiivisia kemiallisia alkuaineita, erityisesti metallien kanssa . Tunnetaan useimmista alaryhmien 1-12 elementeistä (Ia-IIa ja IIIb-VIIIb), sekä Al : sta , Si :stä , As :sta , P :stä. Jotkut alaryhmien 11-12 alkuaineet (Ib-IIb) muodostavat binäärisysteemejä, joissa on korkea booripitoisuus (esim. CuB 22 , ZnB 22 ), joita ei luokitella kemiallisiksi yhdisteiksi, vaan kiinteiksi liuoksiksi.

Nimikkeistö

Yksi metalli voi muodostaa useita borideja, joiden koostumus on erilainen. On metallirikkaita alempia borideja (M 3 B, M 2 B, M 3 B 2 , MB, M 3 B 4 ) ja korkeampia borideja , joissa on runsaasti booria (MB 2 , MB 4 , MB 6 , MB 12 jne.) .

IUPAC - nimikkeistön mukaan boridien nimet sisältävät metallin nimen etuliitteellä, joka ilmaisee metalliatomien lukumäärän kaavassa, ja sanan "boridi" ja esimerkiksi B-atomien lukumäärän. W 2 B 5  - volframipentaboridi.

Fysikaaliset ominaisuudet

Borideissa metalli- ja booriatomien välinen vuorovaikutus on suhteellisen heikko, joten niiden rakennetta pidetään kahdena heikosti sitoutuneena alihilana . Alempien boridien rakenteen määrää metallialihila, kun taas korkeampien boridien rakenteen määrää boorialihila. M 4 B- ja M 2 B -tyyppisissä yhdisteissä booriatomit eristetään toisistaan, MB-tyypin yhdisteissä ne muodostavat yksittäisiä siksakketjuja, M 3 B 4 :ssä  kaksoisketjuja. Booripitoisuuden kasvaessa boridien rakenne muuttuu paljon monimutkaisemmaksi. Joten MB 2 :ssa booriatomit muodostavat litteitä verkkoja, MV 4  - aallotettuja verkkoja ja kehyksiä oktaedriryhmien muodossa , MV 6  - oktaedreissä, MV 12  - kuuboktaedreissä ja ikosaedreissä , MV 66  - ikosaedrien ketjuissa. Kuusikulmainen kidehila on tyypillinen MB 2 :lle ja MB 4 :lle, tetragonaalinen - MB 2 :lle , MB:lle ja MB 4 :lle, kuutio - M 2 B:lle, MB, MB 6 , MB 12 :lle , MB 66 :lle, rombinen - M 4 B:lle, MB , M 3 B 4 , M 4 V, MB 12 .

Boridimolekyyleissä booriryhmät, joissa В–В-sidos on kovalenttinen, ovat elektronivajaisia. Niiden stabiloimiseksi on välttämätöntä vetää elektroneja metalliatomista. Tämän seurauksena metallin ja boorin välille muodostuu välityyppisiä sidoksia: ryhmien III-VIII alkuaineiden borideissa, jotka luovuttavat enemmän kuin kaksi elektronia, ne ovat osittain metallisia, muissa tapauksissa ne ovat osittain ionisia. Kun booripitoisuus kasvaa binäärijärjestelmässä, B-B-kovalenttisten sidosten osuus kasvaa ja metalli-boori-vuorovaikutus vähenee, mikä johtaa kovuuden , sulamispisteen , lämmönjohtavuuden ja sähkönjohtavuuden kasvuun ja lämpötilakertoimen laskuun. lineaarisesta laajenemisesta . Samalla kemiallinen kestävyys kasvaa. Esimerkiksi kun koostumus muuttuu Nb3B2 : sta NbB2:ksi , sulamislämpötila nousee 1860:sta 3035 °C:seen, lineaarisen laajenemisen lämpötilakerroin laskee arvosta 13,8⋅10-6 arvoon 8,0⋅10-6 K - 1 .

Boridit eivät hajoa tyhjiössä kuumennettaessa sulamispisteisiinsä. Haihtuessaan ne hajoavat elementeiksi.

Ryhmien I ja II sekä muiden hapetustilassa + 1 ja + 2 olevien metallien borideilla on tyypillisiä puolijohdeominaisuuksia. Korkeammissa hapetusasteissa olevat metalliboridit ovat pääsääntöisesti sähkönjohtavuudeltaan huomattavasti parempia kuin vastaavat metallit. Ryhmien III ja IV metalliyhdisteillä on korkein lämpöstabiilisuus ja mikrokovuus.

Kemialliset ominaisuudet

Haetaan

Tyypilliset edustajat

Kirjallisuus