Szalay Zsófia - Szervetlen Kémiai Tanszék - Eötvös Loránd ...

élen, vagy lappal kapcsolódó csoportot tartalmazó vegyület. A legbonyolultabb szerkezetek
akkor jönnek létre, amikor a sík elrendezéső BO 3 és a tetraéderes BO 4 -egységek kapcsolódnak
össze egyetlen közös oxigénen keresztül. Ilyen például a bórax
(Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ]·8H 2 O), ahol két BO 3 - és két BO 4 -csoport alkot
győrőt, utóbbi kettı még
összekapcsolódik (5. ábra).
egy oxigénhídon keresztül is
A térhálós kristályos vegyületek ismeretében egyáltalán nem
meglepı, hogy a borátok kiemelkedıen jó üvegképzık. Ma is
széles körben alkalmaznak borátadalékot szilikátüvegekben is
(Pyrex üveg) [13].
8
5. ábra A bórax szerkezete
két BO 3 és két BO 4
egységgel, a nyolc kristályvíz
nélkül [13].
Éppen erıs térhálóképzı hajlama, valamint terminális oxigén kialakítására való kis
affinitása miatt a bór lokális környezete általában tercier trigonális planáris vagy kvaterner
tetraéderes lehet. Elıbbi esetben a csoport lokális töltése 0, míg tetraéderesen -1, tehát
várhatóan az üvegek kationtartalma is befolyásolja a kétféle borátegység arányát. Ezeket a
továbbiakban, a foszfátokhoz hasonlóan, B 3 illetve B 4 szimbólumokkal fogjuk jelölni.
Elıfordulhat még a BO 3 - csoport is, habár kevésbé stabil (terminális oxigént tartalmaz). Ez, a
szokott jelöléssel, a B 2 csoport.
2.3. Hálózatmódosítók
A tiszta oxidokból készült üvegeknek számos hátrányos tulajdonsága van. Ezek közül a
foszfátüvegek esetében talán a legfontosabb, hogy a nagy elektronegativitású oxigénekhez
kapcsolódó központi atom többnyire parciális pozitív töltéső, ugyanakkor az oxigének nem
elég nagy méretőek, emiatt ezek az üvegek higroszkóposak [1]. Térhálós szerkezetük miatt
üvegesedési hımérsékletük és az oxidok olvadáspontja is magas. Tulajdonságaik javíthatók,
ha a térhálós szerkezetet valamilyen más oxiddal (általában alkáli-, alkáliföldfém-, vagy cinkoxiddal)
elbontjuk az alábbi szilárd vagy olvadék fázisú reakció szerint [8, 9]:
P – O – P + Na 2 O → 2 P – O - + 2 Na + .
Ekkor az üvegek nedvesség-érzékenysége csökken: a metafoszfát-üvegek nem érzékenyek a
levegı nedvességére, míg az ultrafoszfátok (ld. alább) már harminc perc alatt jelentıs
mennyiségő vizet kötnek meg [1]. Ennek az az oka, hogy a kis elektronegativitású ion
bevitelével P – O - P kötésrendszereket P – O - M rendszerre cseréltünk, amelyeknél az O - M
kötés gyakorlatilag ionos, tehát a kötés elektronpárja az oxigénen lokalizálódik, ezáltal a
szomszédos foszfor atomon is nı az elektronsőrőség. Az ilyen üvegek vízben is gyorsabban
oldódnak, mivel a térháló helyét láncok és győrők veszik át, azaz kevesebb kötés hidrolízise is