Quelltext der Seite Bariumborat

{{Infobox Chemikalie
| Kristallstruktur = Ja
| Strukturformel  = [[Datei:Unit cell of barium metaborate.png|200 px|Unit cell of the low-temperature polymorph of barium metaborate.]]
| Strukturhinweis = Kristallstruktur von β-Bariumborat<br><span style="color:#C0C0C0; background-color:#C0C0C0;">__</span> [[Barium|Ba]]<sup>2+</sup>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="color:#808040;background-color:#808040;">__</span> [[Bor|B]]<sup>3+</sup>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="color:#FF0000;background-color:#FF0000;">__</span> [[Sauerstoff|O]]<sup>2−</sup>
| Suchfunktion    = BaB2O4 Ba(BO2)2
| Andere Namen    = * Bariummetaborat
* Bariumdibortetraoxid
| Summenformel    = Ba(BO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>
| CAS             = * 13701-59-2
* 26124-86-7 (Monohydrat)
* 23436-05-7 (Dihydrat)
| PubChem         = 
| Beschreibung    = weißer geruchloser Feststoff (Monohydrat)<ref name="Alfa">{{Alfa|045823|Datum=8. Juni 2014|Name=Barium metaborate monohydrate}}</ref>
| Molare Masse    = 222,95 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat        = fest<ref name="Alfa" />
| Dichte          = * 3,85 g·cm<sup>−3</sup> (α)<ref name="Richard C. Ropp" />
* 3,35 g·cm<sup>−3</sup> (Monohydrat)<ref name="Alfa" />
| Schmelzpunkt    = * 1051 °C<ref name="Richard C. Ropp" />
* &gt;900 [[Grad Celsius|°C]] (Monohydrat)<ref name="Alfa" />
| Siedepunkt      = 
| Löslichkeit     = * schlecht löslich in Wasser (Monohydrat)<ref name="W. Paulus" />
* unlöslich in organischen Lösungsmitteln (Monohydrat)<ref name="W. Paulus" />
| Brechungsindex  = 1,55–1,60 (Monohydrat)<ref name="W. Paulus">{{Literatur | Autor = W. Paulus | Titel = Microbicides for the Protection of Materials: A Handbook | Verlag = Springer | ISBN = | Jahr = 1993 | Online = {{Google Buch | BuchID = Eci7rZjBPWsC | Seite = 429 }} | Seiten = 429 }}</ref>
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Bariummetaborat|ZVG=490549|CAS=13701-59-2|Datum=23. Juli 2016}}.</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|08|07}}
| GHS-Signalwort  = Achtung
| H               = {{H-Sätze|302|360}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|201|270|280|301+310|308+313|330|391|501}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
| ToxDaten        = * {{ToxDaten|Typ=LD50|Organismus=Ratte|Applikationsart=oral|Wert=850 mg·kg<sup>−1</sup>|Bezeichnung=Monohydrat|Quelle=<ref name="W. Paulus" />}}
* {{ToxDaten|Typ=LD50|Organismus=Ratte|Applikationsart=dermal|Wert=> 2000 mg·kg<sup>−1</sup>|Bezeichnung=Monohydrat|Quelle=<ref name="W. Paulus" />}}
}}

'''Bariumborat''' (genauer ''Bariummetaborat'') ist eine [[chemische Verbindung]] des [[Barium]]s aus der Gruppe der [[Borate]]. Sie kommt in verschiedenen Modifikationen vor, die sich durch ungewöhnliche Eigenschaften wie optische [[Doppelbrechung]] und [[Nichtlineare Optik|optische Nichtlinearität]]<ref name="Govindhan Dhanaraj, Kullaiah Byrappa, Vishwanath Prasad, Michael Dudley">{{Literatur | Autor  = Govindhan Dhanaraj, Kullaiah Byrappa, Vishwanath Prasad, Michael Dudley | Titel = Springer Handbook of Crystal Growth | Verlag = Springer | ISBN =  | Jahr = 2010 | Online = {{Google Buch | BuchID = izaSIlOahJkC | Seite = 729 }} | Seiten = 729ff }}</ref> auszeichnen.

== Gewinnung und Darstellung ==
Bariumborat kann durch Reaktion einer [[Borsäure]]lösung mit [[Bariumhydroxid]] gewonnen werden. Das entstehende γ-Bariumborat enthält Kristallwasser, das durch Erhitzen auf 300–400 °C entfernt werden kann. Bei Erhitzung auf 600 bis 800 °C setzt sich dieses vollständig zu β-Bariumborat um.<ref name="Richard C. Ropp" /> Bariumborat-Monohydrat wird aus einer Lösung von [[Bariumsulfid]] und [[Natriumtetraborat]] hergestellt. Das Dihydrat entsteht durch Ausfällung aus einer [[Bariumchlorid]]lösung durch Zugabe einer [[Natriummetaborat]]lösung bei 90 bis 95 °C. Bei Raumtemperatur fällt das Tetrahydrat aus.<ref name="Dale L. Perry">{{Literatur | Autor  = Dale L. Perry | Titel = Handbook of Inorganic Compounds, Second Edition | Verlag = CRC Press | ISBN =  | Jahr = 2011 | Online = {{Google Buch | BuchID = SFD30BvPBhoC | Seite = 498 }} | Seiten = 498 }}</ref>

== Eigenschaften ==
[[File:BBOstructure1.png|thumb|left|Kristallstruktur von β-Bariumborat nahezu senkrecht zur c-Achse gesehen.<br/>Farben: grün – Barium, pink – Bor, rot – Sauerstoff]]
[[File:BBOstructure2.png|thumb|left|Kristallstruktur von β-Bariumborat entlang der c-Achse.]]
Bariumborat-Monohydrat ist ein weißer Feststoff, der wenig löslich in Wasser ist. Das ebenfalls weiße<ref name="William M. Haynes">{{Literatur | Autor  = William M. Haynes | Titel = CRC Handbook of Chemistry and Physics, 93rd Edition | Verlag = CRC Press | ISBN =  | Jahr = 2012 | Online = {{Google Buch | BuchID = -BzP7Rkl7WkC | Band = 4 | Seite = 50 }} | Seiten = 50 }}</ref> Dihydrat verliert bei 140 °C Kristallwasser.<ref name="Dale L. Perry" /> Die Hochtemperaturform α-Bariumborat<ref>Die Bezeichnung der Tief- und Hochtemperaturform als β- und α-Form wird in der Literatur uneinheitlich gehandhabt. In der neueren Literatur hat sich die Bezeichnung α-Form für die Hochtemperaturform etabliert.</ref> hat gute mechanische Eigenschaften (Mohs-Härte von 4,5), eine hohe Doppelbrechung und ist in einem sehr weiten Bereich zwischen 189 und 3500 nm durchsichtig.<ref name="Richard C. Ropp">{{Literatur | Autor  = Richard C. Ropp | Titel = Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds | Verlag = Newnes | ISBN =  | Jahr = 2012 | Online = {{Google Buch | BuchID = yZ786vEild0C | Seite = 511 }} | Seiten = 511 }}</ref> Sie kristallisiert [[trigonales Kristallsystem|trigonal]], {{Raumgruppe|R-3c|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n ''a'' = 7,235 [[Ångström (Einheit)|Å]] und ''c'' = 39,19 Å.<ref>A. Perloff, S. Block, A.D. Mighell: ''The crystal structure of the high temperature form of barium borate.'' In: ''[[Acta Crystallographica]]'', 20, 1966, S.&nbsp;819–823, [[doi:10.1107/S0365110X66001920]].</ref> Ähnlich wie die α-Form besitzt die Niedertemperaturform β-Bariumborat (BBO) eine trigonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe {{Raumgruppe|R3c|kurz}}<ref name="Govindhan Dhanaraj, Kullaiah Byrappa, Vishwanath Prasad, Michael Dudley" /> und den Gitterparametern ''a'' =  8,380 Å und ''α'' = 96,65°.<ref name="Fröhlich" /> Die Struktur enthält nahezu planare trimere Ionen (BO<sub>2</sub>)<sub>3</sub><sup>−</sup>. Jedes Bariumatom wird von acht Sauerstoffatomen benachbarter Anionen koordiniert.<ref name="Fröhlich">R. Fröhlich: ''Crystal structure of the low-temperature form of BaB<sub>2</sub>O<sub>4</sub>.'' In: ''[[Zeitschrift für Kristallographie]]'', 168, 1984, S.&nbsp;109–112, [[doi:10.1524/zkri.1984.168.14.109]].</ref>  Die Tieftemperaturphase weist nichtlineare optische Eigenschaften auf. Im Vergleich zu [[Kaliumdihydrogenphosphat]] (KDP) hat die Verbindung eine nahezu sechsmal so hohe Nichtlinearität und einen weiten Bereich von [[Wellenlänge]]n (ca. 210 bis 2100 [[Nanometer|nm]]), in dem der Kristall transparent ist. Ähnlich wie KDP kann BBO auch bei Laserpulsen sehr hoher Energiedichte eingesetzt werden (hohe Zerstörschwelle: ca. 5&nbsp;[[Watt (Einheit)|GW]]/cm<sup>2</sup> bei 1064&nbsp;nm Wellenlänge und 10&nbsp;[[Nanosekunde|ns]] Impulsdauer).

Die [[Brechungsindex|Brechungsindices]] ''n''<sub>o</sub> und ''n''<sub>e</sub> von BBO werden durch die [[Sellmeier-Gleichung]]

:<math>
n^2(\lambda) = A + \frac{B}{\lambda^2 + C} + D\lambda^2
</math>

beschrieben. In Veröffentlichungen werden unterschiedliche Werte für die experimentell ermittelten Sellmeier-Koeffizienten (''A'', ''B'', ''C'', ''D'') angegeben. Beispielhaft die Werte von Kato:<ref name="Kat86">K. Kato: „Second-Harmonic Generation to 2048 Å in β-BaB<sub>2</sub>O<sub>4</sub>“, ''[[IEEE Journal of Quantum Electronics]]'', 1986, ''22''&nbsp;(7), S.&nbsp;1013–1014, {{DOI|10.1109/JQE.1986.1073097}}.</ref>

:{| class="wikitable" 
| || ''A'' || ''B''/µm<sup>2</sup> || ''C''/µm<sup>2</sup> || ''D''/µm<sup>−2</sup>
|-
|''n''<sub>o</sub> || 2,7359 || 0,01878 || −0,01822 || −0,01354
|-
|''n''<sub>e</sub> || 2,3753 || 0,01224 || −0,01667 || −0,01516
|}
<div style="clear:left;"></div>

== Verwendung ==
Bariumborat-Monohydrat wird als [[Pigment]], [[Korrosionshemmer]] (durch seine alkalischen Eigenschaften<ref name="Amy Forsgren">{{Literatur | Autor = Amy Forsgren | Titel = Corrosion Control Through Organic Coatings | Verlag = CRC Press | ISBN =  | Jahr = 2006 | Online = {{Google Buch | BuchID = XgD_PEBINc0C | Seite = 42 }} | Seiten = 42 }}</ref>), [[Flammschutzmittel]], [[Tannine|Tannin]]-Verfärbungsblockierungsmittel für Lacke und weiteres verwendet.<ref name="Ash">{{Literatur | Autor  = Michael Ash, Irene Ash | Titel = Handbook of Green Chemicals | Verlag = Synapse Info Resources | ISBN =  | Jahr = 2004 | Online = {{Google Buch | BuchID = pKrBNbkE2c0C | Seite = 132 }} | Seiten = 132 }}</ref> Das Dihydrat wird als Flammschutzmittel in Farben, Papier, Textilien und Plastik verwendet.<ref name="Dale L. Perry" /> Bariumborat ist seit den 1960er-Jahren in den USA als [[Bakterizid]] und [[Fungizid]] zugelassen. α-Bariumborat ist ein nützliches Material für Hochleistungs-[[UV-Licht]]-Polarisationsoptiken<ref name="Richard C. Ropp" /> und [[Akustooptischer Modulator|Akustooptiken]].<ref name="DOI10.3116/16091833/13/1/28/2012">I. Martynyuk-Lototska: [http://www.ifo.lviv.ua/journal/UJPO_PDF/2012_1/0401_2012.pdf ''Highly efficient acoustooptic diffraction in alpha-BaB2O4 crystals: improving of geometry of acoustooptic interaction.''] In: ''Ukrainian Journal of Physical Optics.'' 13, 2012, S.&nbsp;28, {{DOI|10.3116/16091833/13/1/28/2012}}.</ref>
β-Bariumborat wird verwendet für:
* [[Frequenzverdopplung]] und Mischen (Erzeugung der Summen- und Differenzfrequenz) des Lichtes von (gepulsten) [[Laser]]n
* [[Autokorrelator|Korrelation]] zur Messung der Impulsdauer und -form ultrakurzer Laserpulse
* [[optisch parametrischer Oszillator|optisch parametrische Oszillatoren]]
* [[Pockels-Zelle]]n
* zur Erzeugung von UV-Licht<ref name="Mark Peltz">{{Literatur | Autor = Mark Peltz | Titel = Charakterisierung von neuen nichtlinearen Kristallen zur Frequenzkonversion … | Verlag = Tenea Verlag Ltd. | ISBN =  | Jahr = 2004 | Online = {{Google Buch | BuchID = QejBqa-x9BIC | Seite = 148 }} | Seiten = 148 }}</ref>

== Verwandte Verbindungen ==
* [[Bariumorthoborat]] Ba<sub>3</sub>(BO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Bariumverbindung]]
[[Kategorie:Borat]]
[[Kategorie:Nichtlineare Optik]]
[[Kategorie:Flammschutzmittel]]