Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с борнане .
Эта статья о конкретном соединении. Для получения информации о классе соединений см бораны .
Боран
Структурная формула борана
Шаровидная модель борана
Модель космического заполнения борана
Имена
Систематическое название ИЮПАК
боран (заместитель)
тригидридобор (добавка)
Другие имена
  • борин
  • тригидрид бора
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
44
  • InChI = 1S / BH3 / h1H3
    Ключ: UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N
  • B
Характеристики
B H 3
Молярная масса13,83  г · моль -1
Внешностьбесцветный газ
Конъюгированная кислотаБороний
Термохимия
187,88 кДж моль −1 K −1
106,69 кДж моль -1
Структура
Д 3ч
тригонально плоский
0 Д
Родственные соединения
Родственные соединения
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Тригидридобор , также известный как боран или бор , представляет собой нестабильную и высокореактивную молекулу с химической формулой B H.
3. Получение боранкарбонила , BH 3 (CO), сыграло важную роль в изучении химии борана, поскольку оно указывает на вероятное существование молекулы борана. [1] Однако молекулярная разновидность BH 3 представляет собой очень сильную кислоту Льюиса . Следовательно, он обладает высокой реакционной способностью и может непосредственно наблюдаться только как непрерывно производимый, преходящий продукт в проточной системе или в результате реакции атомарного бора, подвергнутого лазерной абляции, с водородом. [2]

Структура и свойства [ править ]

BH 3 представляет собой плоскую тригональную молекулу с симметрией D 3h . Экспериментально определенная длина связи B – H составляет 119  пм . [3]

В отсутствие других химических соединений он реагирует сам с собой с образованием диборана . Таким образом, он является промежуточным продуктом при получении диборана по реакции: [4]

BX 3 + BH 4 - → HBX 3 - + (BH 3 ) (X = F, Cl, Br, I)
2 BH 3 → B 2 H 6

Стандартная энтальпия димеризации BH 3 оценивается в -170 кДж моль -1 . [5] Атом бора в BH 3 имеет 6 валентных электронов. Следовательно, это сильная кислота Льюиса, которая реагирует с любым основанием Льюиса L с образованием аддукта.

BH 3 + L → L — BH 3

в котором основание отдает свою неподеленную пару, образуя дательную ковалентную связь . Такие соединения термодинамически стабильны, но могут легко окисляться на воздухе. Растворы, содержащие боран-диметилсульфид и боран-тетрагидрофуран , коммерчески доступны; в тетрагидрофуран добавлен стабилизирующий агент, чтобы предотвратить окисление борана ТГФ. [6] Последовательность стабильности нескольких распространенных аддуктов борана, оцененная на основе спектроскопических и термохимических данных, выглядит следующим образом:

PF 3 < CO < Et 2 O < Me 2 O <C 4 H 8 O <C 4 H 8 S < Et 2 S < Me 2 S <Py < Me 3 N < H -

BH 3 обладает некоторыми характеристиками мягкой кислоты, поскольку доноры серы образуют более стабильные комплексы, чем доноры кислорода. [4] Водные растворы BH 3 крайне нестабильны. [7] [8]

BH
3+ 3 часа2О → В (ОН)
3+ 3 часа
2

Реакции [ править ]

Молекулярный BH 3 считается промежуточным продуктом реакции пиролиза диборана с образованием высших боранов : [4]

В 2 Н 6 ⇌ 2 ВН 3
BH 3 + B 2 H 6 → B 3 H 7 + H 2 (шаг определения скорости)
BH 3 + B 3 H 7 ⇌ B 4 H 10
B 2 H 6 + B 3 H 7 → BH 3 + B 4 H 10
⇌ Б 5 Н 11 + Н 2

Дальнейшие стадии приводят к последовательному получению более высоких боранов, причем B 10 H 14 является наиболее стабильным конечным продуктом, загрязненным полимерными материалами, и немного B 20 H 26 .

Боран аммиаката, который получают путем реакции замещения других аддуктов борана, устраняет элементарного водорода при нагревании с получением боразина (HBNH) 3 . [9]

Борановые аддукты широко используются в органическом синтезе для гидроборирования , где BH 3 присоединяется через связь C = C в алкенах с образованием триалкилборанов:

(THF) BH 3 + 3 CH 2 = CHR → B (CH 2 CH 2 R) 3 + THF

Эта реакция является региоселективной. Можно использовать другие производные борана для получения еще более высокой региоселективности. [10] Полученные триалкилбораны можно превратить в полезные органические производные. Из объемных алкенов можно получить такие вещества , как [HBR 2 ] 2 , которые также являются полезными реагентами в более специализированных областях. Также можно использовать диметилсульфид борана, который более стабилен, чем боран-тетрагидрофуран . [11] [10]

Гидроборирование может сочетаться с окислением, давая реакцию гидроборирования-окисления . В этой реакции борильная группа в образованном органоборане замещается гидроксильной группой.

Восстановительное аминирование является продолжением реакции гидроборирования-окисления, в которой двойная связь углерод-азот подвергается гидроборированию. Двойная связь углерод-азот создается путем восстановительного отщепления воды из полуаминаля, образованного добавлением амина к молекуле карбонила, отсюда и прилагательное «восстановительный».

Боран (5) [ править ]

Боран (5) представляет собой дигидрогенный комплекс борана. Его молекулярная формула - BH 5 или, возможно, BH 3 (η 2 -H 2 ). [12] Он стабилен только при очень низких температурах, и его существование подтверждено при очень низких температурах. [13] [14] Боран (5) и метан (CH 5 + ) изоэлектронны. [15] Его сопряженное основание - анион борогидрида .

См. Также [ править ]

  • Состав бабочки кластера

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бург, Антон Б .; Шлезингер, HI (май 1937 г.). "Гидриды бора. VII. Доказательства временного существования бора ( BH
    3    ): Карбонил бора и триметиламмин бора ». Журнал Американского химического общества . 59 (5): 780–787. Doi : 10.1021 / ja01284a002 .
  2. ^ Таг, Томас Дж .; Эндрюс, Лестер (1994). "Реакции испаренных атомов бора импульсным лазером с водородом. Инфракрасные спектры промежуточных частиц гидрида бора в твердом аргоне". Журнал Американского химического общества . 116 (11): 4970–4976. DOI : 10.1021 / ja00090a048 . ISSN 0002-7863 . 
  3. ^ Кавагути, Kentarou (1992). «Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье полосы BH 3 ν 3 ». Журнал химической физики . 96 (5): 3411. Bibcode : 1992JChPh..96.3411K . DOI : 10.1063 / 1.461942 . ISSN 0021-9606 . 
  4. ^ a b c Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  5. ^ Пейдж, М .; Адамс, Г. Ф.; Бинкли, JS; Мелиус, CF (1987). «Энергия димеризации борана». J. Phys. Chem . 91 (11): 2675–2678. DOI : 10.1021 / j100295a001 .
  6. ^ Химия углеводородов, Джордж А. Олах, Арпад Мольнер, 2-е издание, 2003, Wiley-Blackwell ISBN 978-0471417828 
  7. ^ Финн, Патрисия; Веселый, Уильям Л. (август 1972 г.). «Асимметричное расщепление диборана водой. Строение дигидрата диборана» . Неорганическая химия . 11 (8): 1941–1944. DOI : 10.1021 / ic50114a043 .
  8. ^ D'Ulivo, Alessandro (май 2010). «Механизм образования летучих веществ водными боранами». Spectrochimica Acta Часть B: Атомная спектроскопия . 65 (5): 360–375. DOI : 10.1016 / j.sab.2010.04.010 .
  9. ^ Housecroft, CE; Шарп, AG (2008). «Глава 13: Группа 13 элементов». Неорганическая химия (3-е изд.). Пирсон. п. 336 . ISBN 978-0-13-175553-6.
  10. ^ a b Burkhardt, Elizabeth R .; Матос, Карл (июль 2006 г.). «Борсодержащие реагенты в технологической химии: отличные инструменты для селективного восстановления». Химические обзоры . 106 (7): 2617–2650. DOI : 10.1021 / cr0406918 .
  11. ^ Kollonitisch, J. (1961). «Восстановительное расщепление кольца тетрагидрофуранов дибораном». Варенье. Chem. Soc . 83 (6): 1515. DOI : 10.1021 / ja01467a056 .
  12. ^ Сиберт, Ден; Szpisjak, Tamás; Турчель, Габор; Концель, Ласло (19 августа 2014 г.). «Устойчивость борановых комплексов η2-H2 - теоретическое исследование». Сделки Далтона . 43 (36): 13571–13577. DOI : 10.1039 / C4DT00019F . PMID 25092548 . 
  13. ^ Таг, Томас Дж .; Эндрюс, Лестер (1 июня 1994 г.). "Реакции испаренных атомов бора импульсным лазером с водородом. Инфракрасные спектры промежуточных частиц гидрида бора в твердом аргоне". Журнал Американского химического общества . 116 (11): 4970–4976. DOI : 10.1021 / ja00090a048 .
  14. ^ Шрайнер, Питер Р .; Шефер III, Генри Ф .; Шлейер, Поль фон Раге (1 июня 1994 г.). «Структура и стабильность BH 5. Делает ли корреляция стабильной молекулой? Качественные изменения на высоком уровне теории». Журнал химической физики . 101 (9): 7625. Bibcode : 1994JChPh.101.7625S . DOI : 10.1063 / 1.468496 .
  15. ^ Жизнь магической химии: автобиографические размышления, включая годы после получения Нобелевской премии и экономику метанола, 159p