Borowodory

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy boranów – borowodorów. Zobacz też: oksoborany (borany) – pochodne kwasów borowych.

Borowodory (borany) – nieorganiczne związki chemiczne złożone z wodoru i boru. Monomeryczny BH3 jest miękkim kwasem Lewisa[1]. Ze względu na dużą skłonność do dimeryzacji nie występuje w stanie wolnym, a jedynie w postaci kompleksów ze związkami nukleofilowymi, czyli zasadami Lewisa (np. z pirydyną, C5H5N:BH3), a w stanie wolnym dimeryzuje. Dwa najprostsze stabilne borany są gazami (B2H6 i B4H10), cięższe cieczami np. (B5H9, B5H11, B6H10, B6H12), a B10H14 (dekaboran) jest ciałem stałym.

Ze względu na zwartość struktury wyróżniamy m.in. kloso-, nido- i arachno-borany. Mimo że bor dysponuje tylko trzema elektronami walencyjnymi, borany zawierają często więcej wodoru niżby to wynikało z wartościowości. Jest to tłumaczone tworzeniem tzw. wiązań trójcentrowych dwuelektronowych np. B−H−B.

Lekkie borany są bardzo łatwopalne – diboran samorzutnie zapala się w powietrzu i płonie zielonym płomieniem dając przy tym dwukrotnie więcej ciepła niż spalanie takiej samej masy węglowodorów, a także bardzo gwałtownie reaguje z wodą, w wyniku reakcji tworząc kwas ortoborowy:

B2H6 + 6H2O6H2 + 2H3BO3

Pierwszym chemikiem, który opisał i uzyskał borowodory w laboratorium, był Alfred Stock:

4BCl3 + 3LiAlH42B2H6 + 3LiAlCl4

Porównanie właściwości borowodorów (25 °C)[2][edytuj | edytuj kod]

Wzór Nazwa Stan skupienia Temp. topn. [°C] Temp. wrz. [°C] Reakcja z powietrzem Reakcja z wodą Trwałość termiczna Model cząsteczki
B2H6 diboran gaz −165 −92,5 samorzutnie zapalny natychmiastowa hydroliza względnie trwały w 25 °C Diborane-3D-balls.png
B4H10 tetraboran(10) gaz −121 18 czysty nie zapala
się samorzutnie
hydroliza w ciągu doby względnie szybki
rozkład w 25 °C
Tetraborane-3D-balls.png
B5H9 pentaboran(9) ciecz −47 60 samorzutnie zapalny > 30 °C hydroliza po ogrzaniu trwały w 25 °C;
powolny rozkład w 150 °C
Pentaborane-3D-balls.png
B5H11 pentaboran(11) ciecz −123 63 samorzutnie zapalny szybka hydroliza szybki rozkład w 25 °C
B6H10 heksaboran(10) ciecz −62 108 samorzutnie zapalny hydroliza po ogrzaniu powolny rozkład w 25 °C
B6H12 heksaboran(12) ciecz −82 80–90 całkowita z wytworzeniem B4H10 trwały kilka godzin w 25 °C
B8H12 oktaboran(12) ciało stałe −20 rozkład > −20 °C
B8H18 oktaboran(18) ciało stałe nietrwały
B9H15 enneaboran(15) ciało stałe 2,6 trwały
B10H14 dekaboran(14) ciało stałe 99,7 213 bardzo trwały powolna hydroliza trwały w 150 °C Decaborane-3D-balls.png

Przypisy

  1. Ho, Tse-Lok. Hard soft acids bases (HSAB) principle and organic chemistry. „Chemical Reviews”. 75 (1), s. 1–20, 1975. doi:10.1021/cr60293a001. 
  2. Cotton FA, Wilkinson G, Gaus PL: Chemia nieorganiczna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1995. ISBN 83-01-11772-9.