เมตาโบเรต
เมตาโบเรตคือแอนไอออน ของ โบเรต ที่ประกอบด้วยโบรอนและออกซิเจนมีสูตรเอ็มพิริคัลBO₃⁻₂เมตาโบเรตยังหมายถึงเกลือหรือเอสเทอร์ ใดๆ ของแอ นไอออนดังกล่าว (เช่น เกลือ เช่นโซเดียมเมตาโบเรตหรือแคลเซียมเมตาโบเรตCa(BO₂ ₂ เอเทอร์ เช่น เมทิลเมตาโบเรต ) เมตาโบเรตเป็นหนึ่งใน ออกซิแอนไอออนของโบรอน เมตาโบเรตสามารถเป็นโมโนเมอร์โอลิโกเมอร์หรือพอลิเมอร์ได้
ในสารละลายในน้ำ ไอออนเมตาบอเรตจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสกลายเป็นเตตระไฮดรอกซีบอเรต[ B(OH) ] −ด้วยเหตุนี้ สารละลายหรือ เกลือ ไฮเดรตของสารหลังนี้จึงมักถูกเรียกอย่างไม่ถูกต้องว่า "เมตาบอเรต"
โครงสร้าง
สถานะของแข็ง
ในสถานะของแข็งของเกลือไอออนเมตาโบเรตมักเป็นโอลิโกเมอร์หรือพอลิเมอร์ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของBO⁻² สอง ตัว ขึ้นไปผ่านอะตอมออกซิเจนที่ใช้ร่วมกัน ในแอนไอออนเหล่านี้ อะตอมของโบรอนจะสร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมออกซิเจนสามหรือสี่ อะตอมโครงสร้างบางส่วนมีดังนี้:
- ไตรเมอร์ที่มีสูตรB O 3− 6หรือ(−B(−O − )−O−) ประกอบด้วยวงแหวนหกเหลี่ยมของอะตอมโบรอนและออกซิเจนสลับกัน โดยมีอะตอมออกซิเจนพิเศษหนึ่งอะตอมติดอยู่กับอะตอมโบรอนแต่ละอะตอม รูปแบบนี้พบได้ เช่น ใน เกลือ โลหะอัลคาไล ปราศจากน้ำบางชนิด เช่นโซเดียมเมตาโบเรต[ 1 ]หรือโพแทสเซียมเมตาโบเรต [ 2 ] [ 3 ] ใน α- และ β- แบเรียมเมตาโบเรตBa (B O ) , [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]และในเกลือผสมโพแทสเซียมแคดเมียมเมตาโบเรตKCdB O [ 7 ]ระยะห่าง B–O ทั้งสามค่าเกือบเท่ากันใน เกลือ โพแทสเซียม (133.1, 139.8 และ 139.8 pm ) แต่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญใน เกลือ โซเดียม (128.0, 143.3 และ 143.3 pm)
- พอลิเมอร์ของ หน่วย BO − 2ที่เชื่อมต่อกันด้วยสะพานออกซิเจนร่วมเดี่ยว นั่นคือ· · · (−B(−O − )−O−) · · ·เกิดขึ้นในแคลเซียมเมตาบอเรตCaB 2 4 Ca (BO ) [ 8 ] [ 9 ]
- เครือข่ายสามมิติของ กลุ่มเตตระเฮดรัล BO เช่นใน "ซิงค์เมตาโบเรต" ซึ่งแท้จริงแล้วคือซิงค์เมตาโบเรตออกไซด์ เกลือผสม ที่มีสูตร(Zn 2+ ) (O 2− ) ( BO − 2 ) [ 10 ] [ 11 ]
- อาร์เรย์ปกติสามมิติของ เตตระเฮดรา [ B(−O−) ] − ที่ใช้จุดยอดออกซิเจนร่วมกัน เช่นเดียวกับ ลิเธียมเมตาโบเรตLiBO ในรูปแบบ γ ที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูง[ 12 ]
สารละลายในน้ำ
แอนไอออนไตรเมอร์แบบวงจรจะแตกตัวเกือบสมบูรณ์ในสารละลายในน้ำโดยให้ แอนไอออนเต ตระไฮดรอกซีบอเรต เป็นหลัก : [ 13 ] [ 14 ]
- B O 3− 6 + 6 H O3 [ B(OH) ] −
โมเลกุลและแอนไอออนอื่นๆ เช่นB(OH) , [ B O (OH) ] − , [ B O (OH) ] 2−และB O (OH) 2− 4มีปริมาณน้อยกว่า 5% ที่อุณหภูมิ 26 °C [ 15 ] [ 16 ]
ในปี พ.ศ. 2480 นีลเซนและวอร์ดอ้างว่าไอออนเมตาโบเรตในสารละลายมีโครงสร้างสมมาตรเชิงเส้น− O−B + −O −โดยมีประจุลบที่ออกซิเจนและประจุบวกที่โบรอน หรือO=B − =Oโดยมีประจุลบที่โบรอน[ 17 ]อย่างไรก็ตาม ข้ออ้างนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่เป็นความจริง
เฟสแก๊ส
ไอระเหยของซีเซียมเมตาโบเรตมีโมโนเมอร์ที่เป็นกลางCsBO และไดเมอร์Cs [ B O ]รวมถึงเวอร์ชันไอออนไนซ์ด้วย[ 18 ]สถานการณ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นกับแทลเลียมเมตาโบเรตTlBO [ 19 ]
โซลูชันที่มั่นคง
ในปี พ.ศ. 2507 Hisatsune และ Surez ได้ศึกษาสเปกตรัมอินฟราเรดของไอออนเมตาบอเรตในสารละลายของแข็งเจือจางของเกลือโพแทสเซียมในเฮไลด์ อัลคาไล เช่นโพแทสเซียมคลอไรด์ KCl [ 20 ]