Боран

Од Википедија — слободната енциклопедија
Боран
Structural formula of borane
Ball-and-stick model of borane
Spacefill model of borane
Систематско име боран (супститутивен)

трихидридоборон (адитив)

Други називи

  • борин
  • бор трихидрид
  • водород борид

Назнаки
13283-31-3
ChEBI CHEBI:30149
ChemSpider 6091
44
3Д-модел (Jmol) Слика
PubChem 6331
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед безбоен гас
Конјуг. киселина Борониум
Термохемија
Ст. енталпија на
формирање ΔfHo298 		106,69 kJ mol−1
Стандардна моларна
ентропија So298 		187,88 kJ mol−1 K−1
Структура
Геометрија на молекулата триагонална рамнина
Диполен момент 0 D
Дополнителни податоци
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Трихидридобор, исто така познат како боран или борин, е нестабилна и високо реактивна молекула со хемиска формула BH3. Подготовката на боран карбонил, BH3(CO), pодигра важна улога во истражувањето на хемијата на бораните, бидејќи укажа на веројатното постоење на молекулата на боранот.[1] Сепак, молекуларниот вид BH3 е многу силна луисова киселина. Следствено, тој е многу реактивен и може директно да се набљудува само доколку е континуирано произведен како преоден производ во проточен систем или од реакцијата на ласерски аблираниот атомски бор со водород.[2]

Структура и својства[уреди | уреди извор]

BH3 е тригонална рамна молекула со D3h симетрија. Tодредената должина на B–H bond врската е 119 pm.[3]

Во отсуство на други хемиски видови, тој реагира со себе за да формира диборан. Така, тој е посредник во подготовката на диборан според реакцијата:[4]

BX3 +BH4− → HBX3− + (BH3) (X=F, Cl, Br, I)
2 BH3 → B2H6

Стандардната енталпија на димеризација на BH3 се проценува на −170 kJ mol−1.[5] Атомот на бор во BH3 има 6 валентни електрони. Следствено, таа е силна Луисова киселина и реагира со која било луисова база ('L' во равенката подолу) за да формира адукт:

BH3 + L → L—BH3

Во кој базата го донира својот слободен електронски пар, формирајќи дативна ковалентна врска. Таквите соединенија се термодинамички стабилни, но можат лесно да се оксидираат во воздухот. Комерцијално достапни се раствори кои содржат боран диметилсулфид и боран-тетрахидрофуран; во тетрахидрофуранот се додава стабилизирачки агенс за да се спречи THF да го оксидира боранот.[6] Секвенца на стабилност за неколку вообичаени адукти на боран, проценета од спектроскопски и термохемиски податоци, е дадена подолу:

PF3 < CO< Et2O< Me2O< C4H8O < C4H8S < Et2S< Me2S< Py < Me3N< H−

BH3 има некои слабо кисели одлики бидејќи сулфурните донори формираат постабилни комплекси отколку кислородните донори.[4] Водните раствори на BH3 се исклучително нестабилни.[7][8]

BH3 + 3H2O → B(OH)3 + 3 H2

Реакции[уреди | уреди извор]

Се верува дека молекуларниот BH3 е реакционен интермедиер во пиролизата на диборан за производство на повисоки борани:[4]

B2H6 ⇌ 2BH3
BH3 +B2H6 → B3H7 +H2 (rate determining step)
BH3 + B3H7 ⇌ B4H10
B2H6 + B3H7 → BH3 + B4H10
⇌ B5H11 + H2

Понатамошните чекори доведуваат до последователно повисоки борани, со B10H14 како најстабилен краен производ контаминиран со полимерни материјали и малку B20H26.

Боран амониат, кој се произведува со реакција на замена на други адукти на боран, го елиминира елементарниот водород при загревање за да даде боразин (HBNH)3.[9]

Адуктите на боран се широко користени во органската синтеза за хидроборација, каде што BH3 aсе додава на C=C врската на алкените за да даде триалкилборани:

(THF)BH3 + 3 CH2=CHR → B(CH2CH2R)3 + THF

Оваа реакција е региоселективна, а други деривати на боран може да се користат за да се даде уште поголема региоселективност.[10] Производот триалкилборани може да се конвертира во корисни органски деривати. Со гломазните алкени може да се подготват видови како што се [HBR2]2, кои се исто така се корисни реагенси во поспецијализирани употреби. Може да се користи и боран диметилсулфид кој е постабилен од боран-тетрахидрофуранот.[10][11]

Хидроборацијата може да се спои со оксидација за да се добие реакција на хидроборација-оксидација. Во оваа реакција, борил групата во генерираниот органоборан е супституирана со хидроксилна група.

Како Луисова киселина[уреди | уреди извор]

Фосфин-борани, со формулата R3−nHnPBH3, се адукти на органофосфини и боран.

Боран(5) е дихидроген комплекс на боран. Неговата молекулска формула е BH5 или можеби BH3(η2-H2).[12] Стабилен е само на многу ниски температури и неговото постоење е потврдено при многу ниски температури.[13][14] Боран (5) и метаниум (CH5+) се изоелектронски.[15] Неговата конјугирана база е борхидридниот анјон.

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. ↑ Burg, Anton B.; Schlesinger, H. I. (May 1937). „Hydrides of boron. VII. Evidence of the transitory existence of borine (BH3): Borine carbonyl and borine trimethylammine“. Journal of the American Chemical Society. 59 (5): 780–787. doi:10.1021/ja01284a002.
  2. ↑ Tague, Thomas J.; Andrews, Lester (1994). „Reactions of Pulsed-Laser Evaporated Boron Atoms with Hydrogen. Infrared Spectra of Boron Hydride Intermediate Species in Solid Argon“. Journal of the American Chemical Society. 116 (11): 4970–4976. doi:10.1021/ja00090a048. ISSN 0002-7863.
  3. ↑ Kawaguchi, Kentarou (1992). „Fourier transform infrared spectroscopy of the BH3 ν3 band“. The Journal of Chemical Physics. 96 (5): 3411–3415. Bibcode:1992JChPh..96.3411K. doi:10.1063/1.461942. ISSN 0021-9606.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2. изд.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
  5. ↑ Page, M.; Adams, G.F.; Binkley, J.S.; Melius, C.F. (1987). „Dimerization energy of borane“. J. Phys. Chem. 91 (11): 2675–2678. doi:10.1021/j100295a001.
  6. ↑ Hydrocarbon Chemistry, George A. Olah, Arpad Molner, 2d edition, 2003, Wiley-Blackwell ISBN 978-0471417828
  7. ↑ Finn, Patricia; Jolly, William L. (August 1972). „Asymmetric cleavage of diborane by water. The structure of diborane dihydrate“. Inorganic Chemistry. 11 (8): 1941–1944. doi:10.1021/ic50114a043.
  8. ↑ D'Ulivo, Alessandro (May 2010). „Mechanism of generation of volatile species by aqueous boranes“. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. 65 (5): 360–375. doi:10.1016/j.sab.2010.04.010.
  9. ↑ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). „Chapter 13: The Group 13 Elements“. Inorganic Chemistry (3. изд.). Pearson. стр. 336. ISBN 978-0-13-175553-6.
  10. ↑ 10,0 10,1 Burkhardt, Elizabeth R.; Matos, Karl (July 2006). „Boron reagents in process chemistry: Excellent tools for selective reductions“. Chemical Reviews. 106 (7): 2617–2650. doi:10.1021/cr0406918. PMID 16836295.
  11. ↑ Kollonitisch, J. (1961). „Reductive Ring Cleavage of Tetrahydrofurans by Diborane“. J. Am. Chem. Soc. 83 (6): 1515. doi:10.1021/ja01467a056.
  12. ↑ Szieberth, Dénes; Szpisjak, Tamás; Turczel, Gábor; Könczöl, László (19 August 2014). „The stability of η2-H2 borane complexes – a theoretical investigation“. Dalton Transactions. 43 (36): 13571–13577. doi:10.1039/C4DT00019F. PMID 25092548.
  13. ↑ Tague, Thomas J.; Andrews, Lester (1 June 1994). „Reactions of Pulsed-Laser Evaporated Boron Atoms with Hydrogen. Infrared Spectra of Boron Hydride Intermediate Species in Solid Argon“. Journal of the American Chemical Society. 116 (11): 4970–4976. doi:10.1021/ja00090a048.
  14. ↑ Schreiner, Peter R.; Schaefer III, Henry F.; Schleyer, Paul von Ragué (1 June 1994). „The structure and stability of BH5. Does correlation make it a stable molecule? Qualitative changes at high levels of theory“. The Journal of Chemical Physics. 101 (9): 7625. Bibcode:1994JChPh.101.7625S. doi:10.1063/1.468496.
  15. ↑ A Life of Magic Chemistry: Autobiographical Reflections Including Post-Nobel Prize Years and the Methanol Economy, 159p
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Боран&oldid=5012183“