Anión o grupo funcional boro-oxígeno
Compuesto químico
Un metaborato es un anión borato que consiste en boro y oxígeno , con fórmula empírica BO −2. El término metaborato también se refiere a cualquier sal o éster de dicho anión (por ejemplo, sales como el metaborato de sodio NaBO 2 o el metaborato de calcio Ca(BO 2 ) 2 , y ésteres como el metaborato de metilo CH 3 BO 2 ). El metaborato es uno de los oxianiones del boro . Los metaboratos pueden ser monoméricos , oligoméricos o poliméricos .
En soluciones acuosas, el anión metaborato se hidroliza a tetrahidroxiborato [B(OH) 4 ] − . Por este motivo, las soluciones o sales hidratadas de este último suelen denominarse incorrectamente "metaboratos".
Estructura
Estado sólido
En el estado sólido de sus sales , los iones metaborato son a menudo oligoméricos o poliméricos , conceptualmente resultantes de la fusión de dos o más BO−2A través de átomos de oxígeno compartidos. En estos aniones, el átomo de boro forma enlaces covalentes con tres o cuatro átomos de oxígeno. Algunas de las estructuras son:
- Un trímero con fórmula B 3 O3−6o (−B(−O − )−O−) 3 , que consiste en un anillo de seis miembros de átomos de boro y oxígeno alternados con un átomo de oxígeno adicional unido a cada átomo de boro. Esta forma se encuentra, por ejemplo, en algunas sales de metales alcalinos anhidros como el metaborato de sodio [1] o el metaborato de potasio, [2] [3] en el metaborato de bario α y β Ba 3 (B 3 O 6 ) 2 , [4] [5] [6] y en la sal mixta metaborato de potasio y cadmio KCdB 3 O 6 . [7] Las tres distancias B–O son casi iguales en la sal de potasio (133,1, 139,8 y 139,8 pm ) pero significativamente diferentes en la de sodio (128,0, 143,3 y 143,3 pm).
- Un polímero de BO−2unidades conectadas por puentes individuales de oxígeno compartido; es decir, ···(−B(−O − )−O−) n ··· . Se presenta en el metaborato de calcio CaB 2 O 4 o Ca(BO 2 ) 2 . [8] [9]
- Una red tridimensional de grupos tetraédricos BO 4 , como en "metaborato de zinc", que en realidad es un óxido de metaborato de zinc de sal mixta, con la fórmula (Zn 2+ ) 4 (O 2− )(BO−2) 6 . [10] [11]
- Una matriz regular tridimensional de tetraedros [B(−O−) 4 ] − que comparten vértices de oxígeno, como en la forma γ de alta presión y alta temperatura del metaborato de litio LiBO 2 . [12]
Solución acuosa
Los aniones triméricos cíclicos se disocian casi por completo en solución acuosa dando lugar principalmente a aniones tetrahidroxiborato : [13] [14]
- B3O3−6+ 6 H 2 O 3 [B(OH) 4 ] −
Otras moléculas y aniones, como B(OH) 3 , [B 3 O 3 (OH) 4 ] − , [B 3 O 3 (OH) 5 ] 2− y B 4 O 5 (OH)2−4son inferiores al 5% a 26 °C. [15] [16]
En 1937, Nielsen y Ward afirmaron que el anión metaborato en solución tiene una estructura simétrica lineal − O − B + − O − con cargas negativas en los oxígenos y una carga positiva en el boro, o O=B − =O con carga negativa en el boro. [17] Sin embargo, esta afirmación ha sido refutada.
Fase gaseosa
El vapor de metaborato de cesio tiene monómeros neutros CsBO 2 y dímeros Cs 2 [B 2 O 4 ], así como versiones ionizadas de los mismos. [18] La misma situación se aplica al metaborato de talio TlBO 2 . [19]
Soluciones sólidas
En 1964, Hisatsune y Surez investigaron el espectro infrarrojo de los aniones metaborato en soluciones sólidas diluidas de sal de potasio en haluros alcalinos como el cloruro de potasio KCl. [20]
Referencias
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