Borowodory
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 + 6H2O → 6H2 + 2H3BO3
Pierwszym chemikiem, który opisał i uzyskał borowodory w laboratorium, był Alfred Stock:
- 4BCl3 + 3LiAlH4 → 2B2H6 + 3LiAlCl4
Porównanie właściwości borowodorów (25 °C)[2] edytuj
| 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 | 
|
| B4H10 | tetraboran(10) | gaz | −121 | 18 | czysty nie zapala się samorzutnie |
hydroliza w ciągu doby | względnie szybki rozkład w 25 °C |
|
| B5H9 | pentaboran(9) | ciecz | −47 | 60 | samorzutnie zapalny > 30 °C | hydroliza po ogrzaniu | trwały w 25 °C; powolny rozkład w 150 °C |
|
| 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 | 
|
Przypisy edytuj
- ↑ Ho, Tse-Lok. Hard soft acids bases (HSAB) principle and organic chemistry. „Chemical Reviews”. 75 (1), s. 1–20, 1975. DOI: 10.1021/cr60293a001.
- ↑ Cotton FA, Wilkinson G, Gaus PL: Chemia nieorganiczna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1995. ISBN 83-01-11772-9.