Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


БОРОВОДОРОДЫ

БОРОВОДОРОДЫ (бораны, гидриды бора), соед. общей ф-лы ВnНm, где п находится в пределах от 2 до 20, а m обычно равно п + 4 или п + 6. Св-ва нек-рых бороводородов представлены в таблице; др. известные бороводороды - октабораны В8Н12, В8Н14, В8Н16 и В8Н18, нонаборан В9Н15, гексадекаборан В16Н20, октадекаборан В18Н22, эйкозабораны В20Н16 и В20Н26.

Для молекул бороводородов (см. рис.) характерен дефицит электронов, высокие координац. числа атома В (до 7), наличие мостиковых связей В—Н—В, существование кластерных группировок из соединенных друг с другом атомов В. Атомы бора в молекулах объединены в полиэдрич. группировки-фрагменты икосаэдра (В12) или октаэдра (В6). Длины связей В—В 0,169-0,187 нм, В—Н в концевых группах 0,119-0,120 нм, во фрагментах В—Н—В 0,133-0,143 нм.

В соед. В2Н6 концевые группы ВН2 лежат в одной плоскости, атомы В и Н в них образуют двухэлектронные двухцентровые связи. Два центральных атома Н объединены с атомами В трехцентровыми двухэлектронными связями В—Н—В, образующимися в результате перекрывания sр3-гибридных орбиталей двух атомов В и s-орбитали атома Н. Эффективный заряд на мостиковых атомах Н — 0,22, на атомах В + 0,22. В молекуле В4Н10 шесть двухцен-тровых связей В—Н, четыре трехцентровые В—Н—В и одна двухцентровая В—В. Молекулы В5Н9 и В10Н14, помимо связей описанных типов, содержат трехцентровые связи В—В—В.

Бороводороды бесцветны, обладают резким неприятным запахом. Соед. В2Н6 и В4Н10 - газы, бороводороды с п = 5-9-жидкости, с п1059-21.jpg 10 - кристаллы. Все бороводороды хорошо раств. в орг. р-рителях. Бороводороды химически весьма активны (особенно члены ряда ВnНn+6). На воздухе окисляются до В2О3, а при п = 2-6 самовоспламеняются. С водой образуют Н3ВО3 и Н2, со спиртами - алкилбораты и Н2. Вступают в электроф. и нуклеоф. замещение, напр.: В10Н14 + 2(CH3)2S -> B10H12[S(CH3)2]2 + Н2. С ненасыщенными углеводородами образуют борорг. соед. (гидроборирование), напр.: В2Н6 + 6С2Н4 -> 2В(С2Н5)3. С гидридами металлов дают комплексные гидриды, напр.: В2Н6 + 2NaH -> 2Na[BH4]. Характерная р-ция бороводородов-расщепление связи В—Н—В: 2В4Н10 + 2R2O -> 2В3Н7*OR2 + В2Н6. Бороводороды весьма склонны к образованию соед., содержащих комплексные анионы [ВН4]-, [В3Н8]-, [В9Н14]-, [В10Н13]-, [В10Н14]2-, [В20Н20]4- и др., напр.: В2Н6 + Na[BH4] -> Na[B3H8] + Н2. Особенно устойчивы химически и термически соед. с анионамиnНn]2-, где n = 6-12. Пиролиз бороводородов, как правило, сопровождается полимеризацией и конденсацией образующихся низших гидридов; при этом связи В—В не разрываются.

Наиб. практич. значение имеет диборан В2Н6, к-рый применяют для получения высокочистого В, легирования бором разл. материалов, синтеза борорг. соединений. Получают его по р-циям:

1059-22.jpg

1059-23.jpg

1059-24.jpg

Структура молекул бороводородов; большими кружками обозначены атомы В. меньшими - атомы Н.
1059-25.jpg

Осн. метод получения других бороводородов - конверсия В2Н6 по р-циям, к-рые м.б. представлены след. схемой:
1059-26.jpg

Бороводороды с п > 2 используют для получения карборанов.

Для анализа бороводородов их разлагают водой, водно-спиртовыми смесями, действием Н2О2 или др. окислителей, затем определяют В и объем выделившегося Н2. Индивидуальные бороводороды в их смесях определяют методами низкотемпературного фракционирования, хроматографии, ЯМР и ИК-спектроскопии.

Энтальпия сгорания бороводородов значительно превышает энтальпию сгорания мн. орг. соединений, поэтому бороводороды представляют большой интерес как перспективное высокоэффективное ракетное горючее. Однако широкое их применение в ракетной технике сдерживается сложностью произ-ва

Соед. В6Н10 образуется при разложении В5Н11 в вакууме при — 20 °С в среде диглима, В8Н12 - при взаимод. В2Н6 и В5Н9 в вакууме, В9Н15 - при каталитич. конверсии В5Н11 при 0°С в присут. гексаметилентетрамина, В20Н16 и В20Н26 - при пиролизе декаборанов соотв. при 350 и 100°С, В16Н20 и В18Н22 - при разложении (100°С) соотв. (CH3)2SB9H13 и (С2Н5)2ОВ9Н13. и чрезвычайной токсичностью (до 1981 проведены в СССР и США только стендовые испытания экспериментальных жидкостных ракетных двигателей на ди- и пентаборанах). Так, В2Н6 обладает, подобно фосгену, удушающим действием, В5Н9, В5Н11, В10Н14 и В10Н16 поражают центр. нервную систему, почки и печень. В США ПДК для В2Н6

СВОЙСТВА БОРОВОДОРОДОВ
1059-27.jpg

0,1, для В5Н9 и В5Н11-0,01, для В10Н-0,3 мг/м3.


===
Исп. литература для статьи «БОРОВОДОРОДЫ»: Михайлов Б. М., Химия бороводородов, М., 1967; Жигач А. Ф., Стасиневич Д. С, Химия гидридов, Л., 1969; Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 4, N.Y.-[a.o.J, 1978, p. 151. Н.Т.Кузнецов.

Страница «БОРОВОДОРОДЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн