Boridi

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Boridi on boorin ja sitä elektropositiivisemman atomin, tyypillisesti metallin, muodostama yhdiste. Borideja yhdistäviä ominaisuuksia ovat muun muassa kovuus, inerttiys ja kuumuudenkestävyys, minkä vuoksi niitä käytetään näitä ominaisuuksia vaativissa sovellutuksissa.[1][2][3]

Ominaisuudet ja rakenne[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Binäärisiä metalliborideja tunnetaan yli 200. Ne vaihtelevat huomattavasti stoikiometrialtaan ja rakenteiltaan ja lisäksi useat niistä ovat koostumukseltaan epästoikiometrisia. Eri borideissa metallin ja boorin stoikiometrinen suhde voi vaihdella välillä 5:1–1:66. Borideille, erityisesti siirtymämetalliborideille, tyypillisiä ominaisuuksia ovat korkeat sulamispisteet, hyvin suuri kovuus, kemiallinen reagoimattomuus. Ne eivät esimerkiksi liukene hapettamattomiin happoihin lainkaan. Alkalimetalliboridit sen sijaan voivat hajota happojen vaikutuksesta boraaneiksi.[1][2][3][4][5]

Boridit voidaan jakaa kahteen ryhmään yhdisteen sisältämien metalliatomien ja booriatomien suhteen mukaan. Vähäboorisissa borideissa boori-metalli-suhde on alle 4:1 ja runsasboorisissa yli 4:1. Tyypillisimmät koostumukset ovat monoboridit MB, diboridit MB2, tetraboridit MB4, heksaboridit MB6 ja dodekaboridit MB12. Vähäboorisissa borideissa booriatomit ovat yksinään sitoutuneet metalliatomeihin tai ovat katenoituneina pareiksi tai ketjuiksi, jotka voivat olla haarautuneita. Runsasbooriset boridit ovat rakenteeltaan monimutkaisia. Tyypillisesti ne koostuvat metalliatomeista ja kahdestatoista booriatomista koostuvasta B12-klustereista tai booriverkoista. Näissä klustereissa booriatomit voivat olla sitoutuneena oktaedrisesti, romboedrisesti tai kubo-oktaedrisesti.[2][4][5]

Valmistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Borideja voidaan valmistaa usealla eri tavalla. Monet metallit reagoivat korkeassa lämpötilassa ja sulina boorin kanssa muodostaen borideja. Metallioksidien pelkistys on myös usein käytetty tapa ja pelkistimenä voidaan käyttää booria, boorikarbidia, pelkistämällä metallioksidin ja booritrioksidin seosta hiilellä tai pelkistävillä metalleilla, kuten magnesiumilla, alumiinilla tai alkalimetalleilla, mutta tämä menetelmä johtaa usein ternäärisiin borideihin, joissa on epäpuhtautena myös pelkistävää metallia. Muita tapoja ovat metallioksidin ja boorioksidin seoksen elektrolyysi ja boorihalogenidien, kuten booritrikloridin, pelkistys vedyn avulla metallin läsnä ollessa.[2][5]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b E. M. Karamäki: Epäorgaaniset kemikaalit, s. 554. Kustannusliike Tietoteos, 1983. ISBN 951-9035-61-3.
  2. a b c d N.N. Greenwood & A. Earnshaw: Chemistry of the Elements, s. 145–151. 2nd Edition. Butterworth Heinemann, 1997. ISBN 0-7506-3365-4. (englanniksi)
  3. a b Geoff Rayner-Canham & Tina Overton: Descriptive Inorganic Chemistry, s. 116–124. 5th Edition. W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-1-4292-2434-5. (englanniksi)
  4. a b Robert H. Wentorf Jr.: Refractory Boron Compounds, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2000. Viitattu 24.2.2014
  5. a b c Jochen Greim & Karl A. Schwetz: Boron Carbide, Boron Nitride, and Metal Borides, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2006. Viitattu 24.2.2014