三氧化二硼

三氧化二硼（化学式：）又称氧化硼，是硼最主要的氧化物。它是一种白色蜡状固体，一般以无定形的状态存在，很难形成晶体，但在高强度退火后也能结晶。它是已知的最难结晶的物质之一。

 结构 
玻璃状氧化硼（g-B2O3）很可能是一种由许多三角形BO3单元通过共用氧原子部分有序连接而成的网络结构，其中以硼氧相间的六元环B3O3占优势。该六元环中，硼原子为三配位，氧原子为二配位。Eckert, H. Prog. NMR Spectrosc., 24 (1992) 159-293.S.-J. Hwang, C. Femandez, J.P. Amoureux, J. Cho, S.W. Martin & M. Pruski. "Quantitative study of the short range order in B,O, and B,S, by MAS and two-dimensional triple-quantum MAS 11B NMR" Solid State Nuclear Magnetic Resonance 8 (1997) 109-121该玻璃体在325－450 °C时软化，其密度随受热情况而有一个变化范围。加热时，玻璃体氧化硼结构中的无序度增加。超过450 °C时会产生有极性的－B＝O基。高于1000 °C时，氧化硼蒸气则全部由B2O3单体组成，其结构为角形的 O＝B－O－B＝O。

常压下使液态的氧化硼在200－250 °C范围内结晶，可以形成普通的六方晶系氧化硼（α-B2O3），其结构（见右图）G.E. Gurr, P.W. Montgomery, C.D. Knutson, B.T.Gorres "The Crystal Structure of Trigonal Diboron Trioxide" Acta Cryst. B26 (1970) 906-915几乎全部由三角形的BO3单元组成。

在22000atm和400 °C时，α-B2O3转变为高温高压型的单斜晶体β-B2O3。V. V. Brazhkin et al. "Structural transformations in liquid, crystalline and glassy B2O3 under high pressure" JETPh Lett. 78 (2003) 845 该转变过程类似于石英在高压下到柯石英的转化。除此之外，β-B2O3也可以由液态氧化硼在40000atm和600 °C时结晶得到。

β-B2O3的体积模量很大（K = 180 GPa）。g-B2O3和β-B2O3的维氏硬度分别为1.5GPa和16GPa。V. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich, and V. L. Solozhenko "On the Hardness of Boron (III) Oxide" of Superhard Materials 30 (2008) 71

 制备 
虽然硼在空气和氧气中燃烧都可以直接产生三氧化二硼，但三氧化二硼主要是通过硼酸脱水制取的。在200－400 °C对硼酸真空脱水，可以得到非常干燥的三氧化二硼。如果在大气中脱水，即使加热到1000 °C，也很难去除最后剩下的痕量水。

硼酸则可通过硼砂和硫酸共热反应制取。Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8

 化学性质 
氧化硼是酸性氧化物，熔融时可以溶解许多碱性的金属氧化物，生成有特征颜色的玻璃状硼酸盐和偏硼酸盐（玻璃）。这是硼砂珠试验定性鉴别金属的原理。例如：
（蓝色）
（黄色）

氧化硼可以被碱金属、铝和镁还原为单质硼：

反应后用盐酸处理反应混合物，MgO、B2O3和Mg溶于盐酸，过滤后得到粗硼。氧化硼在高温时不能为碳还原（高温下可以形成碳化硼）。高温下氧化硼与碳和氯气反应，可以得到三氯化硼：

600 °C时，氧化硼与氨反应可以得到氮化硼（BN），与氢化钙反应则得到六硼化钙（CaB6）。

氧化硼是硼酸的酸酐，溶于水时会放出大量热生成偏硼酸和硼酸：
， 

 应用 
氧化硼可以用作：
 制取其他硼化合物（如碳化硼）的原料；
 制造的原料；
 有机合成中的酸性催化剂；
 搪瓷、陶瓷釉料的助熔剂；
 玻璃纤维生产过程中的添加剂；
 制造化合物半导体（如砷化镓、磷化镓、砷化铟）时的液封剂等。

 参见 
 硼酸
 一氧化二硼
 低氧化硼

 参考资料 

Category:硼化合物
Category:氧化物
Category:酸性氧化物