请教硼酸盐玻璃中[BO4]内B-O成键问题

ydeyun · 发表于 Post on 2021-8-25 09:14:23

大家早上好，想请教大家一个关于硼酸盐玻璃中[BO4]四面体成键的问题。

在纯B2O3玻璃中，B周围O的配位数都是3，[BO3]的结构也是平面三角形，这主要是因为B有3个价层电子，形成了3个共价键。可是当B2O3玻璃掺入碱性氧化物，如CaO,Na2O等，或在硼硅酸盐玻璃中，除了有平面三角形的[BO3]结构，也会有四面体的[BO4]结构，请问对于[BO4]结构，四个B-O键中是否有一个是配位键？如果有一个是配位键，是否是O原子提供了孤电子对给B? 此时B还是+3价吗？这四个B-O键是等效杂化吗？他们的键长和键能是否都一样？

图片来源
Mechanisms of boron coordination change between borosilicate glasses and melts
https://www.sciencedirect.com/sc ... S0022309313004286#!

sobereva · 发表于 Post on 2021-8-25 11:44:30

键长不可能都一样，只要原子所在位置空间上不是对称的，就注定不可能键长恰好相同

“价”这个概念很模糊，对此体系说这个也没什么意义。说原子电荷有实际意义得多

ydeyun · 发表于 Post on 2021-8-26 08:56:15

sobereva 发表于 2021-8-25 11:44
键长不可能都一样，只要原子所在位置空间上不是对称的，就注定不可能键长恰好相同

“价”这个概念很模糊 ...

那[BO4]结构中是否有一个B-O键是配位键呢？

北大-陶豫 · 发表于 Post on 2021-8-26 09:32:43

ydeyun 发表于 2021-8-26 08:56
那结构中是否有一个B-O键是配位键呢？

根据定义，配位键是一根键的两个电子都由一方原子提供，普通共价键是两个原子各提供1个电子。
但是分子里的电子都是离域的，纠结一根键上的电子由谁提供毫无意义。
硬要说是配位键也可以，比如 B(OH)4-，可以认为是 B(OH)3 提供空的硼2p轨道，OH-提供孤对电子，形成了配位键。但另一种等价的理解是，硼得到一个电子（因为体型有一个负电荷），变成碳一样的电子层结构，所以像碳一样成4根键，和4个羟基成键（参考你课本上“形式电荷”的内容）。

ydeyun · 发表于 Post on 2021-8-26 19:20:04

北大-陶豫发表于 2021-8-26 09:32
根据定义，配位键是一根键的两个电子都由一方原子提供，普通共价键是两个原子各提供1个电子。
但是分子 ...

非常感谢！

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