四硼酸鋰的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)

四硼酸鋰介紹

中文名稱：四硼酸鋰,無(wú)水

英文名稱：Lithium teraborate anhydrous

別名名稱：四硼酸二鋰 硼酸鋰 四硼酸鋰 焦硼酸鋰 四硼酸鋰無(wú)水

英文別名：Lithium tetraborate；Dilithium tetraborate Lithium borate Spectromelt A 100

分 子 式：B4Li2O7

分 子 量：169.12

四硼酸鋰性質(zhì)

四硼酸鋰作為表面聲波裝長(zhǎng)的元素,鋰離子的超導(dǎo)體及熱致發(fā)光的劑量計(jì)引起人們?cè)絹?lái)越大的興趣.關(guān)于它的結(jié)構(gòu)已有報(bào)導(dǎo). Weir等研究了硼酸鹽系列晶體的紅外吸收譜.本文介紹了四硼酸鋰在各種幾何配置下的偏振拉曼光譜.分析了四配位BO4四面體和三配位B03三角形的內(nèi)振動(dòng).實(shí)臉證明由子四硼酸鋰單晶xLi2OB20。中x>0.33，使805cm-1的環(huán)B-O伸

縮振動(dòng)*消失，代之而起的是780cm-1伸縮振動(dòng)占優(yōu)勢(shì).這是堿金屬和堿土金屬翻酸鹽的區(qū)別之一.由于三配位BO，三角形中二個(gè)橋權(quán)參與了較強(qiáng)的px交疊，使環(huán)上B-O健序增加.健長(zhǎng)縮短，環(huán)B一伸縮振動(dòng)頗率增高.由子電子離域作用，晶體具有非線性光學(xué)特性，但從B-0伸縮振動(dòng)頻率可以判斷，其非線性光學(xué)特性不很強(qiáng).

四硼酸鋰物理數(shù)據(jù)

1.       性狀：白色粉末。

2.       密度（g/mL,25/4℃）：1.4

3.       相對(duì)蒸汽密度（g/mL,空氣=1）：無(wú)可用

4.       熔點(diǎn)（oC）：917

5.       沸點(diǎn)（oC,常壓）：無(wú)可用

6.       沸點(diǎn)（oC,5.2kPa）： 無(wú)可用

7.       折射率： 無(wú)可用

8.       閃點(diǎn)（oC）： 無(wú)可用

9.       比旋光度（o）：無(wú)可用

10.    自燃點(diǎn)或引燃溫度（oC）：無(wú)可用

11.    蒸氣壓（kPa,25oC）：無(wú)可用

12.    飽和蒸氣壓（kPa,60oC）：無(wú)可用

13.    燃燒熱（KJ/mol）：無(wú)可用

14.    臨界溫度（oC）：無(wú)可用

15.    臨界壓力（KPa）：無(wú)可用

16.    油水（辛醇/水）分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值：無(wú)可用

17.    爆炸上限（%,V/V）：無(wú)可用

18.    爆炸下限（%,V/V）： 無(wú)可用

19.    溶解性：溶于鹽酸，微溶于水，不溶于有機(jī)溶劑。據(jù)

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

1、   摩爾折射率：無(wú)可用

2、   摩爾體積（cm3/mol）： 無(wú)可用

3、   等張比容（90.2K）：無(wú)可用

4、   表面張力（dyne/cm）：無(wú)可用

計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)

1、   疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）：無(wú)可用

2、   氫鍵供體數(shù)量：0

3、   氫鍵受體數(shù)量：2

4、   可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量：0

5、   拓?fù)浞肿訕O性表面積（TPSA）：40.1

6、   重原子數(shù)量：4

7、   表面電荷：0

8、   復(fù)雜度：13.5

9、   同位素原子數(shù)量：0

10、   確定原子立構(gòu)中心數(shù)量：0

11、   不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量：0

12、   確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量：0

13、   不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量：0

14、   共價(jià)鍵單元數(shù)量：2

四硼酸鋰合成方法

1.在20世紀(jì)初時(shí)，就有人用使碳酸鋰在硼酸溶液中沸騰反應(yīng)，將不溶性的殘?jiān)鼮V去，并將濾液蒸發(fā)濃縮后，就得到了高度過(guò)飽和但不能析出結(jié)晶的、像水玻璃溶液一樣的膠狀溶液。形成過(guò)飽和而很難析出結(jié)晶的溶液是四硼酸鋰的一種特性。F-費(fèi)爾*(Filsinger)用酒精作用于這種溶液就得到了組成為L(zhǎng)i2O·2B2O3·5H2O的白色物質(zhì)。

М-П-杜克爾斯基在研究Li2O-B2O3H2O體系時(shí)只證實(shí)了Li2O·2B2O3·xH2O的生成，但未能測(cè)定出其中所含的水分。

Г-К-戈杰重復(fù)了F-費(fèi)爾*的試驗(yàn)，他得到了幾種硼酸鋰的混合物，且固相組成與液相組成大致相符。終于成功地按下述的方法制得了晶狀的四硼酸鋰：在加熱時(shí)，將60g(1mol)硼酸及14.8g(0.2mol)碳酸鋰溶于300mL水中，用傾瀉法將溶液與不溶性的殘?jiān)珠_并使其靜置。數(shù)周后，沿著杯壁就會(huì)出現(xiàn)白色的薄膜，已證實(shí)它們是由類似的小棒狀結(jié)晶組成的，這些小結(jié)晶可作為制取下列產(chǎn)物的晶種。但是，加入晶種并不能使結(jié)晶過(guò)程有絲毫加速。所得的三種加成物的百分組成如表所示。

表三種加成物的百分組成

項(xiàng)目123Li2B4O7·3H2OLi2O13  1913  4012  8413  39B2O362  0162  1661  7562  40H2O24  98249425  1124  21總計(jì)100  18100  5099  70100  00

這樣看來(lái)，所得的晶狀四硼酸鋰是三水合物。三水四硼酸鋰要加熱至200℃以上時(shí)才開始脫水，而且在200至240℃這樣狹窄的范圍內(nèi)就立刻失去了將近全部的三分子結(jié)晶水得到無(wú)水四硼酸鋰。

2.制法 用碳酸鋰與硼酸在赤熱下反應(yīng)，生成四硼酸鋰：

四硼酸鋰用途

1.  用于金屬冶煉、琺瑯制造及X射線熒光分析等。

2.  用作緩沖劑、防腐劑。

3.用作分析試劑。純物質(zhì)用于X-射線熒光分析。還用于陶瓷業(yè)。

四硼酸鋰的試驗(yàn)結(jié)果

1實(shí)驗(yàn)

    四硼酸鋰晶體用熔鹽法生長(zhǎng)，樣品沿(100), (010), (001)方向加工成平面六面體，每個(gè)通光表面經(jīng)光學(xué)拋光備用.拉曼光潛在SP EX 1403拉曼光進(jìn)儀上收集.SP2020-05拭離子激光器的514.5nm譜線作激發(fā)光源.輸出功率為200mW.

2結(jié)果與討論

    四硼酸鋰單晶(Li2B407)是由Li20和B20，形成的壓電晶體.其中陰離子由BO;四面體和B03三角形構(gòu)成的環(huán)狀絡(luò)離子.不同配比的Li20和B20，可以獲得不同結(jié)構(gòu)的四硼酸鋰,Li20和B203的比例為1:2--1:3.5均可得到四硼酸鋰單晶.其陰離子由二個(gè)非平面六元環(huán)構(gòu)成.環(huán)端四個(gè)飯?jiān)优c另四個(gè)B40，相連，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).性離子位子沿三次軸的通道上，三次軸方向表現(xiàn)出的低電阻率就是鋰離子的熱擴(kuò)散所引起的.