Monooxid boru, BO, je znám už od roku 1940. Ale jeho struktura zůstávala skoro století neobjasněná, i když bylo vytvořeno několik teoretických modelů. Letos se povedlo, pomocí 11B NMR, strukturu objasnit.
Bor je velice zajímavý prvek, chemicky se dost odlišuje od hliníku, který leží v PSP pod ním. Běžný oxidem je oxid boritý, B2O3. Monoxid boru byl poprvé připraven v roce 1940 termickým rozkladem tetrahydroxydiboranu, B2(OH)4, při teplotách 200-500 °C.
B2(OH)4 → 2 BO + 2 H2O
Příprava je poměrně jednoduchá, ale určit strukturu bylo poměrně obtížné. Postupně se objevila celá řada modelů, které uvažovaly 1D až 3D struktury. Definitivní vyřešení hádanky se povedlo až 83 let po první přípravě, hlavním nástrojem bylo NMR, přesněji multidimenzionální 11B MQMAS NMR za teplot 200 až 700 °C. Vznik monoxidu byl také sledován pomocí práškové RTG analýzy (PXRD), jako zdroj RTG záření byl v tomto případě využit synchrotron.
MQMAS NMR (Multi-Quantum Magic-Angle Apinning) je metoda měření NMR vzorků v pevné fázi, která využívá vícekvantové (MQ) přechody. Získáváme 2D NMR spektrum. MAS označuje techniku měření pevných vzorků rotujících při vysoké rychlosti pod tzv. magickým úhlem, 54,74°. Touto technikou se dosahuje snížení pološířky signálů a tím zvýšení rozlišení spektra.
Prášková RTG strukturní analýza, PXRD, je metoda určená pro studium krystalických látek v práškovém stavu. Výstupem je difraktogram, který je pro danou látku charakteristický. Lze ji tedy využít např. pro kontrolu čistoty nebo identifikaci krystalických látek Amorfní látky, např. vosk, difraktogramy neposkytují a jsou pro PXRD neviditelné.
Z PXRD difraktogramů bylo patrné, že k poklesu intenzity difrakcí výchozí látky dochází od teploty 95 °C, difrakce odpovídající BO se objevují od 125 °C a se zvyšující se teplotou jejich intenzita roste. Nebyl pozorován žádný krystalický meziprodukt.
Z výsledků NMR experimentů vyplynulo, že se struktura monooxidu boru skládá z jednotek B2O4 s D2h symetrií.
Celá struktura je pak tvořena sítí propojených jednotek. Jde o nový, zajímavý 2D materiál obsahující bor.
Při zahřívání BO na teploty nad 500 °C dochází ke vzniku sklovitého B@B2O3, tzn. vzniká oxid boritý, který obsahuje atomy boru.