O nitreto de boro (BN) é um composto composto por átomos de boro e nitrogênio. Possui diversas aplicações, inclusive como lubrificante, isolante e condutor térmico, devido às suas propriedades únicas.
| Nome IUPAC | Nitreto de boro |
| Fórmula molecular | NASCER |
| Número CAS | 10043-11-5 |
| Sinônimos | Nitreto de boro, borazon, grafite branco, nitreto cúbico de boro, nitreto de boro |
| InChi | InChI=1S/BN/c1-2 |
Propriedades do nitreto de boro
Fórmula de nitreto de boro
A fórmula do mononitreto de boro é BN. Consiste em um átomo de boro (B) e um átomo de nitrogênio (N). A proporção boro/nitrogênio no composto é de 1:1. A fórmula representa a unidade mais simples e básica do mononitreto de boro, indicando os tipos e o número de átomos presentes no composto.
Massa molar de nitreto de boro
A massa molar do mononitreto de boro (BN) é calculada adicionando as massas atômicas do boro e do nitrogênio. O boro tem uma massa atômica de aproximadamente 10,81 gramas por mol, enquanto o nitrogênio tem uma massa atômica de aproximadamente 14,01 gramas por mol. A adição desses valores dá a massa molar do mononitreto de boro, que é de aproximadamente 24,82 gramas por mol.
Ponto de ebulição do nitreto de boro
O mononitreto de boro tem um alto ponto de ebulição. O ponto de ebulição exato depende da forma específica do mononitreto de boro, visto que existe em diferentes estruturas cristalinas. Porém, em geral, o mononitreto de boro tem um ponto de ebulição que varia de aproximadamente 2.973 a 3.500 graus Celsius. Este alto ponto de ebulição torna o monitreto de boro adequado para aplicações que envolvem condições de alta temperatura.
Ponto de fusão do nitreto de boro
O mononitreto de boro possui alto ponto de fusão, que também é influenciado por sua estrutura cristalina. O ponto de fusão do mononitreto de boro está entre 2.200 e 3.000 graus Celsius. Este alto ponto de fusão indica a excepcional estabilidade térmica e resistência a altas temperaturas do composto, tornando-o útil em diversas indústrias e aplicações.
Densidade de nitreto de boro g/mL
A densidade do mononitreto de boro é normalmente em torno de 2,1 a 2,3 gramas por centímetro cúbico (g/cm³). A densidade exata pode variar dependendo da forma específica e da pureza do mononitreto de boro. Sua densidade relativamente baixa, combinada com sua alta resistência e condutividade térmica, torna-o um material valioso para aplicações leves e resistentes ao calor.
Peso molecular do nitreto de boro
O peso molecular do mononitreto de boro (BN) é a soma dos pesos atômicos de seus elementos constituintes. O boro tem um peso atômico de aproximadamente 10,81 unidades de massa atômica (amu), enquanto o nitrogênio tem um peso atômico de aproximadamente 14,01 u. A adição desses valores dá um peso molecular de aproximadamente 24,82 u para o mononitreto de boro.
Estrutura do nitreto de boro
O mononitreto de boro tem diferentes estruturas cristalinas, incluindo mononitreto de boro hexagonal (h-BN) e mononitreto de boro cúbico (c-BN). O mononitreto de boro hexagonal tem uma estrutura em camadas semelhante à grafite, enquanto o mononitreto de boro cúbico tem uma estrutura semelhante a um diamante. Estas estruturas distintas conferem ao monitreto de boro propriedades únicas, como alta condutividade térmica em c-BN e excelente isolamento elétrico em h-BN.
Solubilidade do nitreto de boro
O mononitreto de boro é insolúvel em água e nos solventes mais comuns. Possui alto grau de inércia química, tornando-o resistente à dissolução em diversos líquidos. Esta propriedade é vantajosa para aplicações que requerem materiais com baixa reatividade e excelente estabilidade. No entanto, certos solventes especializados ou condições extremas podem permitir solubilidade ou interação limitada com mononitreto de boro.
| Aparência | Sólido branco |
| Gravidade Específica | 2,1 – 2,3 g/cm³ |
| Cor | Branco |
| Cheiro | Inodoro |
| Massa molar | 24,82 g/mol |
| Densidade | 2,1 – 2,3 g/cm³ |
| Ponto de fusão | 2.200 – 3.000°C |
| Ponto de ebulição | 2973 – 3500ºC |
| Ponto flash | Não aplicável |
| Solubilidade em Água | Insolúvel |
| Solubilidade | Insolúvel no solvente mais comum |
| Pressão de vapor | Não aplicável |
| Densidade do vapor | Não aplicável |
| pKa | Não aplicável |
| pH | Não aplicável |
Segurança e perigos do nitreto de boro
O monitreto de boro é geralmente considerado seguro para manuseio e uso. Apresenta riscos mínimos à saúde porque não é tóxico e não reativo. No entanto, certas precauções devem ser tomadas. A inalação de poeira ou partículas de mononitreto de boro deve ser evitada, pois pode causar irritação respiratória. O contato direto com a pele também deve ser minimizado para evitar possível irritação cutânea. Ao trabalhar com mononitreto de boro em aplicações de alta temperatura, é importante usar equipamento de proteção adequado para evitar queimaduras ou lesões térmicas. No geral, seguir práticas de segurança padrão, como usar luvas, óculos de proteção e máscara contra poeira, ajudará a garantir um manuseio seguro e minimizar riscos potenciais associados ao mononitreto de boro.
| Símbolos de perigo | Nenhum |
| Descrição de segurança | Não tóxico e não reativo. Tome precauções para evitar a inalação de poeira e minimizar o contato direto com a pele. Use equipamento de proteção adequado para aplicações em altas temperaturas. |
| Números de identificação da ONU | Não aplicável |
| Código SH | 2850.00.00 |
| Classe de perigo | Não classificado |
| Grupo de embalagem | Não aplicável |
| Toxicidade | Não tóxico |
Métodos para a síntese de nitreto de boro
Existem vários métodos para sintetizar mononitreto de boro, cada um com suas próprias vantagens e adequação para aplicações específicas. Um método comum é a reação entre óxido de boro (B2O3) e amônia (NH3) em alta temperatura. A reação produz mononitreto de boro na forma sólida. Outro método envolve a reação de halogenetos de boro, como tricloreto de boro (BCl3) ou tribrometo de boro (BBr3), com gás amônia. Este processo produz mononitreto de boro como um produto sólido.
Na deposição química de vapor (CVD), compostos precursores vaporizados contendo boro e nitrogênio sofrem decomposição em um substrato a temperaturas elevadas. As espécies decompostas recombinam-se então na superfície do substrato, resultando na síntese de mononitreto de boro.
Outra abordagem é converter monitreto de boro hexagonal (h-BN) em monitreto de boro cúbico (c-BN). O processo para alcançar esta transformação envolve a realização de síntese de alta pressão e alta temperatura (HPHT). Sob condições extremas de pressão e temperatura, o h-BN sofre uma transição de fase para formar c-BN, que possui estrutura e propriedades cristalinas diferentes.
No geral, esses métodos de síntese fornecem maneiras de produzir monitreto de boro em diversas formas, incluindo pós, revestimentos e materiais a granel. A escolha do método depende de fatores como características desejadas do produto, escalabilidade e aplicações pretendidas do mononitreto de boro.
Usos do nitreto de boro
O mononitreto de boro (BN) encontra aplicações em diversas indústrias e campos devido às suas propriedades e versatilidade únicas. Aqui estão alguns usos do mononitreto de boro:
- Lubrificantes: O mononitreto de boro serve como lubrificante sólido, especialmente em ambientes de alta temperatura que podem deteriorar os lubrificantes tradicionais. Reduz o atrito e o desgaste, prolongando assim a vida útil dos componentes.
- Gerenciamento Térmico: O BN é um excelente condutor térmico, tornando-o útil em dissipadores de calor, dispositivos eletrônicos e aplicações de alta potência. Dissipa o calor de forma eficiente, evitando o superaquecimento e melhorando o desempenho geral.
- Isoladores: As propriedades de isolamento elétrico do mononitreto de boro o tornam ideal para isolar materiais eletrônicos, evitando vazamentos elétricos e curtos-circuitos.
- Materiais cerâmicos: Materiais cerâmicos avançados, como cadinhos, bicos e ferramentas de corte, utilizam BN por sua alta estabilidade térmica e resistência a reações químicas.
- Agente desmoldante: Os revestimentos BN revestem moldes e superfícies, evitando a aderência e melhorando a liberação dos produtos moldados.
- Aplicações aeroespaciais: A engenharia aeroespacial usa BN por sua leveza, capacidade de gerenciamento térmico e resistência a altas temperaturas.
- Cosméticos: Produtos cosméticos, como pós e cremes, contêm BN por sua capacidade de conferir uma textura suave e fornecer propriedades de absorção de óleo.
- Refratários: Os materiais refratários utilizados em ambientes de alta temperatura, como fornos e fornos, contêm BN devido à sua excelente estabilidade térmica e química.
- Semicondutores: BN serve como substrato para o crescimento de semicondutores, aproveitando suas propriedades isolantes e compatibilidade com materiais eletrônicos.
- Aditivos: Diversas aplicações, incluindo plásticos, tintas e revestimentos, incorporam aditivos BN para melhorar sua condutividade térmica e propriedades lubrificantes.
Essas diversas aplicações demonstram a ampla utilidade do mononitreto de boro em vários setores, aproveitando suas propriedades exclusivas para melhorar o desempenho e a funcionalidade de vários materiais e produtos.
Questões:
P: O nitreto de boro é piezoelétrico?
R: Não, o mononitreto de boro não é piezoelétrico.
P: O que é nitreto de boro?
R: O mononitreto de boro é um composto composto por átomos de boro e nitrogênio, conhecido por sua excelente estabilidade térmica e química.
P: O nitreto de boro se liga ao vidro?
R: Não, o monitreto de boro não se liga ao vidro.
P: O nitreto de boro é uma rede sólida?
R: Sim, o mononitreto de boro é uma rede sólida devido à sua ligação covalente entre os átomos de boro e nitrogênio, formando uma estrutura de rede tridimensional.
P: Se a molécula de nitreto de boro, BN, se formasse, como seria sua estrutura?
R: A molécula de mononitreto de boro (BN) teria uma estrutura linear, com um átomo de boro ligado a um átomo de nitrogênio.
P: O que é nitreto de boro hexagonal?
R: Mononitreto de boro hexagonal (h-BN) é uma forma cristalina de nitreto de boro, consistindo em camadas hexagonais empilhadas semelhantes ao grafite. Possui excelente isolamento elétrico e excelente condutividade térmica.
P: O nitreto de boro é um composto?
R: Sim, o mononitreto de boro é um composto feito de átomos de boro e nitrogênio.
P: O nitreto de boro é seguro?
R: O mononitreto de boro é geralmente considerado seguro porque não é tóxico e não reativo. No entanto, devem ser tomadas precauções para evitar a inalação de poeira e minimizar o contacto com a pele.
P: O que é nitreto de boro?
R: O mononitreto de boro é um composto com fórmula química BN, composto por átomos de boro e nitrogênio. É conhecido por sua alta estabilidade térmica e ampla gama de aplicações em diversos setores.
P: Qual é a energia de coesão dos dímeros de nitreto de boro?
R: A energia coesiva do dímero de nitreto de boro refere-se à quantidade de energia necessária para separar duas moléculas de mononitreto de boro. O valor específico pode variar dependendo do método de cálculo e do nível de teoria utilizada para os cálculos.