Borowodory

Borowodory (borany) – nieorganiczne związki chemiczne złożone z wodoru i boru. Monomeryczny BH
3 jest miękkim kwasem Lewisa. 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, C
5H
5N:BH
3), a w stanie wolnym dimeryzuje. Dwa najprostsze stabilne borany są gazami (B
2H
6 i B
4H
10), cięższe cieczami np. (B
5H
9, B
5H
11, B
6H
10, B
6H
12), a B
10H
14 (dekaboran) jest ciałem stałym.

Ze względu na zwartość struktury wyróżnia się 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:

B
2H
6 + 6H
2O → 6H
2 + 2H
3BO
3

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

4BCl
3 + 3LiAlH
4 → 2B
2H
6 + 3LiAlCl
4

Porównanie właściwości borowodorów (25 °C)

Wzór	Nazwa	Stan skupienia	Temp. topn. [°C]	Temp. wrz. [°C]	Reakcja z powietrzem	Reakcja z wodą	Trwałość termiczna	Model cząsteczki
B 2H 6	diboran	gaz	−165	−92,5	samorzutnie zapalny	natychmiastowa hydroliza	względnie trwały w 25 °C
B 4H 10	tetraboran(10)	gaz	−121	18	czysty nie zapala się samorzutnie	hydroliza w ciągu doby	względnie szybki rozkład w 25 °C
B 5H 9	pentaboran(9)	ciecz	−47	60	samorzutnie zapalny > 30 °C	hydroliza po ogrzaniu	trwały w 25 °C; powolny rozkład w 150 °C
B 5H 11	pentaboran(11)	ciecz	−123	63	samorzutnie zapalny	szybka hydroliza	szybki rozkład w 25 °C
B 6H 10	heksaboran(10)	ciecz	−62	108	samorzutnie zapalny	hydroliza po ogrzaniu	powolny rozkład w 25 °C
B 6H 12	heksaboran(12)	ciecz	−82	80–90	–	całkowita z wytworzeniem B 4H 10	trwały kilka godzin w 25 °C
B 8H 12	oktaboran(12)	ciało stałe	−20	–	–	–	rozkład > −20 °C
B 8H 18	oktaboran(18)	ciało stałe	–	–	–	–	nietrwały
B 9H 15	nonaboran(15)	ciało stałe	2,6	–	trwały	–	–
B10H14	dekaboran(14)	ciało stałe	99,7	213	bardzo trwały	powolna hydroliza	trwały w 150 °C