Тетраборан
 | |
| Имена | |
|---|---|
| ИЮПАК имена тетраборан(10) арахно -Б 4 Н 10 | |
| Идентификаторы | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики [1] | |
| Б 4 Ч 10 | |
| Молярная масса | 53.32 g/mol |
| Появление | бесцветный газ |
| Плотность | 2,3 кг м −3 (газ) |
| Температура плавления | -120,8 ° C (-185,4 ° F; 152,3 К) |
| Точка кипения | 18 ° C (64 ° F; 291 К) |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Тетраборан (систематическое название арахно -тетраборан(10) ) был первым гидрида бора . обнаруженным соединением [2] Он был классифицирован Альфредом Стоком и Карлом Массенесом в 1912 году и впервые выделен Стоком. [3] Он имеет относительно низкую температуру кипения (18 ° C) и при комнатной температуре представляет собой газ. Газ тетраборан имеет неприятный запах и токсичен.
История
[ редактировать ]Класс боранов был выяснен с помощью рентгеноструктурного анализа Липскомбом и др. в 1950-е годы. Рентгеновские данные указывали на двухэлектронные многоцентровые связи . Позже был проведен анализ на основе рентгеновских данных высокого разрешения для анализа плотности заряда . [4]
Структура
[ редактировать ]Как и другие бораны , структура тетраборана включает многоцентровые связи с водородными мостиками или протонированными двойными связями. По формуле B 4 H 10 он классифицируется как арахно -кластер и имеет геометрию бабочки, что можно объяснить правилами Уэйда . [5] Каждый бор является sp 3 гибридизуются, а «конфигурация трех атомов водорода, окружающих боры B1 и B3, является примерно тригональной и предполагает примерно тетраэдрическую гибридизацию этих боров, что позволяет предсказать валентные углы в 120 °». [6] : 35 Однако расположения бора можно классифицировать как фрагменты либо икосаэдра, либо октаэдра, поскольку валентные углы фактически составляют от 105 ° до 90 °. [6] : 3
Сравнение дифракционных данных рентгеновской дифракции и электронной дифракции дало предполагаемые длины связей и углы: B1—B2 = 1,84 Å, B1—B3= 1,71 Å, B2—B1—B4= 98 ̊, B—H = 1,19 Å. , B1 — Hμ = 1,33 Å, B2 — Hμ = 1,43 Å. [6] : 3
Подготовка
[ редактировать ]Тетраборан можно получить путем реакции между кислотой и боридами магния или бериллия , с меньшими количествами из боридов алюминия, марганца и церия. [7] Гидролиз борида магния, гидрирование галогенидов бора при высоких температурах и пиролиз диборана также дают тетраборан . Гидролиз борида магния был одной из первых реакций, давших тетраборан с высоким выходом (14%). [ нужна ссылка ] Фосфорная кислота оказалась наиболее эффективной кислотой (по сравнению с соляной и серной ) в реакции с боридом магния. [8]
Изомеры
[ редактировать ]В настоящее время ученые [ когда? ] работает над получением бис(диборанил)-изомера арахно -тетраборановой структуры. Ожидается, что бис(диборанил) будет иметь более низкую энергию на уровне метода Хартри-Фока (HF). Есть некоторые свидетельства того, что бис(диборанил)-изомер первоначально образуется при синтезе тетраборана по реакции Вюрца или связыванию B 2 H 5 I в присутствии амальгамы натрия . три пути превращения бис(диборанил)-изомера в структуру арахно Расчетным путем построены -тетраборана.
- Путь 1: Диссоциативный путь через B 3 H 7 и BH 3.
- Путь 2: Согласованный путь через два переходных состояния, разделенных локальным минимумом.
- Путь 3: еще один согласованный путь, включающий пента-координированные изомеры в качестве промежуточных продуктов.
Пути 2 и 3 более вероятны, поскольку они более энергетически выгодны с энергиями 33,1 ккал/моль и 22,7 ккал/моль соответственно. [9]
Безопасность
[ редактировать ]Поскольку он легко окисляется, его необходимо хранить в вакууме. Тетраборан воспламеняется при контакте с воздухом, кислородом и азотной кислотой. Бораны в целом, включая тетраборан, считаются очень токсичными и биологически разрушительными. Исследование, состоящее из небольшого ежедневного воздействия химического вещества на кроликов и крыс, привело к летальному исходу. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уэст, Роберт С., изд. (1981). Справочник CRC по химии и физике (62-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. Б-84. ISBN 0-8493-0462-8 .
- ^ Виберг, Э. (1 января 1977 г.). «Альфред Сток и возрождение неорганической химии» . Чистая и прикладная химия . 49 (6): 691–700. дои : 10.1351/pac197749060691 . ISSN 1365-3075 .
- ^ Сток, Альфред; Массенез, Карл (1 октября 1912). «Водород-боры» . Отчеты Немецкого химического общества . 45 (3): 3539–3568. дои : 10.1002/cber.191204503113 . ISSN 0365-9496 .
- ^ Фёрстер, Диана; Хюбшле, Кристиан Б.; Люгер, Питер; Хюгле, Томас; Ленц, Дитер (2008). «О 2-электронной 3-центровой связи B-H-B: определение плотности заряда тетраборана (10)» . Неорганическая химия . 47 (6): 1874–1876. дои : 10.1021/ic701924r . ISSN 0020-1669 . ПМИД 18271535 .
- ^ Граймс, Рассел Н. «Бор». Продвинутая неорганическая химия. Ф. Альберт Коттон , Джеффри Уилкинсон, Карлос А. Мурильо и Манфред Бохманн. 6-е изд. Нп: НП, 1999. 143-46. Распечатать.
- ^ Перейти обратно: а б с Липскомб, Уильям Н. Боргидриды . Нью-Йорк: В.А. Бенджамин, 1963. Печать.
- ^ Сток, Альфред (1933). Гидриды бора и кремния . Издательство Корнелльского университета . п. 60.
- ^ Сток, Альфред (1933). Гидриды бора и кремния . Издательство Корнелльского университета . п. 41.
- ^ Рамакришна, Винута; Дьюк, Брайан Дж. (2004). «Можно ли наблюдать бис (диборанил) структуру B4H10? История продолжается» . Неорганическая химия . 43 (25): 8176–8184. дои : 10.1021/ic049558o . ISSN 0020-1669 . ПМИД 15578859 .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 г. Проверено 11 мая 2011 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Бор»тетраборан (10) [Периодическая таблица WebElements]» . Webelements.com . Проверено 7 июня 2017 г.
- «Исследовательские тетради Лайнуса Полинга - Исследовательский центр специальных коллекций и архивов» . Osulibrary.orst.edu . Архивировано из оригинала 17 июля 2012 г. Проверено 7 июня 2017 г.