монофторид бора
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена Фторид бора Фторид бора(I) | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.033.970 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Б Ф | |
| Молярная масса | 29.81 g·mol −1 |
| Термохимия | |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 200,48 Дж.К. −1 моль −1 |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | 115,90 кДж моль −1 |
| Родственные соединения | |
Родственные изоэлектронные соединения | Окись углерода , диазот , нитрозоний , цианид , ацетилид |
Родственные соединения | монофторид алюминия монохлорид алюминия моноиодид алюминия монофторид галлия |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Монофторид бора или фторборилен представляет собой химическое соединение с формулой BF, состоящее из одного атома бора и одного атома фтора . Это нестабильный газ, но он является стабильным лигандом переходных металлов , так же, как окись углерода . Это субгалогенид , содержащий меньшее количество атомов фтора, чем обычно, по сравнению с трифторидом бора . Его также можно назвать бориленом , так как он содержит бор с двумя неподеленными электронами. BF изоэлектронен монооксиду углерода и диазоту ; каждая молекула имеет 14 электронов. [1]
Структура
[ редактировать ]Экспериментальная длина связи B–F составляет 1,26267 Å . [2] [3] [4] Несмотря на то, что молекула изоэлектронна по отношению к соединениям с тройной связью CO и N 2 , компьютерные исследования в целом сходятся во мнении, что истинный порядок связи намного ниже 3. В одном из сообщений вычисленный порядок связи для молекулы составляет 1,4 по сравнению с 2,6 для CO и 3,0 для N 2 . . [5]
BF необычен тем, что дипольный момент инвертирован, когда фтор имеет положительный заряд, хотя он является более электроотрицательным элементом. Это объясняется тем, что 2sp-орбитали бора переориентированы и имеют более высокую электронную плотность. Обратная связь или перенос π-орбитальных электронов атома фтора не требуется для объяснения поляризации. [6]
Подготовка
[ редактировать ]Монофторид бора можно получить, пропуская газообразный трифторид бора при температуре 2000 ° C над борным стержнем. Его можно конденсировать при температуре жидкого азота (-196 ° C). [7]
Характеристики
[ редактировать ]Молекулы монофторида бора имеют энергию диссоциации 7,8 эВ или теплоту образования -27,5±3 ккал/моль. [1] [8] или 757±14 кДж/моль. [2] Первый потенциал ионизации составляет 11,115 эВ. [2] спектроскопических констант Частота колебаний ω e BF + (Х 2 С + ) составляет 1765 см. −1 а для нейтрального БФ (X 1 С + ) это 1402,1 см. −1 . [2] [9] Ангармонизм БФ 11,84 см. −1 . [9]
Реакции
[ редактировать ]BF может реагировать сам с собой с образованием борсодержащих фторсодержащих полимеров с числом атомов бора от 10 до 14. BF реагирует с BF 3 с образованием B 2 F 4 . BF и B 2 F 4 далее объединяются с образованием B 3 F 5 . B 3 F 5 нестабилен при температуре выше −50 °C и образует B 8 F 12 . Это вещество представляет собой желтое масло. [7]
BF реагирует с ацетиленами с образованием кольцевой системы 1,4-диборациклогексадиена. BF может конденсироваться с 2-бутином с образованием 1,4-дифтор-2,3,5,6-тетраметил-1,4-диборациклогексадиена. Кроме того, он реагирует с ацетиленом с образованием 1,4-дифтор-1,4-диборациклогексадиена. [7] Пропен вступает в реакцию с образованием смеси циклических и нециклических молекул, которая может содержать BF или BF 2 . [2]
BF практически не реагирует с C 2 F 4 или SiF 4 . [2] BF действительно реагирует с арсином , окисью углерода , трифторидом фосфора , фосфином и трихлоридом фосфора с образованием аддуктов, таких как (BF 2 ) 3 B•AsH 3 , (BF 2 ) 3 B•CO, (BF 2 ) 3 B•PF 3 , (BF 2 ) 3 B•PH 3 и (BF 2 ) 3 B•PCl 3 . [2]
БФ реагирует с кислородом: БФ + О 2 → ОБФ + О; с хлором: BF + Cl 2 → ClBF + Cl; а с диоксидом азота БФ + NO 2 → ОБФ + NO. [10]
Лиганд
[ редактировать ]Наивный анализ предполагает, что BF изоэлектронен монооксиду углерода (CO) и поэтому может образовывать соединения, аналогичные карбонилам металлов . Как обсуждалось выше (см. § Структура ), BF имеет гораздо более низкий порядок связи, поэтому валентная оболочка вокруг бора незаполнена. Следовательно, BF как лиганд гораздо более кислый по Льюису ; он имеет тенденцию образовывать связи более высокого порядка с металлическими центрами, а также может образовывать мостики между двумя или тремя атомами металла (μ 2 и μ 3 ). [11]
Работа с БФ как лигандом затруднена из-за его нестабильности в свободном состоянии. [12] Вместо этого большинство маршрутов, как правило, используют производные от BF 3 , которые разлагаются после координации .
В отчете на конференции 1968 года Кемпфер и др. утверждали, что получили Fe(BF)(CO) 4 посредством реакции B 2 F 4 с Fe(CO) 5 , но современные химики не воспроизвели этот синтез, а исходное соединение не имеет кристаллографической структуры. характеристика. [13] [14] Первая современная демонстрация BF, согласованного с переходным элементом, принадлежит Видовичу и Олдриджу, которые создали [(C 5 H 5 )Ru(CO) 2 ] 2 (μ 2 -BF) (при этом BF соединяет оба атома рутения ) в 2009 году. [15] Чтобы получить соединение, Видович и Олдридж прореагировали NaRu(CO) 2 (C 5 H 5 ) с (Et 2 O)·BF 3 ; лиганд монофторида бора затем образовывался на месте. [14]
Видович и Олдридж также разработали вещество формулы (PF 3 ) 4 FeBF путем реакции паров железа с B 2 F 4 и PF 3 . [2] Гафний, торий, титан и цирконий могут образовывать дифторид с лигандом BF при низкой температуре 6К. Они возникают в результате реакции атомарного металла с BF 3 . [2]
Первая полностью охарактеризованная молекула с BF в качестве концевого лиганда была синтезирована Дрансом и Фигероа в 2019 году путем стерического препятствия образованию димера. В молекуле бор связан двойной связью с железом . [16]
FBScF2, FBYF 2 , FBLaF 2 и FBCeF 2 получены в твердой неоновой матрице путем взаимодействия атомарных металлов с трифторидом бора. [17]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Хильденбранд, Дональд Л.; Мурад, Эдмонд (1965). «Энергия диссоциации монофторида бора по данным масс-спектрометрических исследований». Журнал химической физики . 43 (4): 1400. Бибкод : 1965JChPh..43.1400H . дои : 10.1063/1.1696932 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Видович, Драгослав; Олдридж, Саймон (2011). «Координационная химия моногалогенидов 13 группы». Химическая наука . 2 (4): 601. дои : 10.1039/C0SC00508H .
- ^ Несбет, РК (1964). «Электронная структура N2, CO и BF». Журнал химической физики . 40 (12): 3619–3633. Бибкод : 1964ЖЧФ..40.3619Н . дои : 10.1063/1.1725063 .
- ^ Каццоли, Г.; Клуди, Л.; Дельи Эспости, К.; Доре, Л. (1989). «Спектр миллиметровых и субмиллиметровых волн монофторида бора: равновесная структура». Журнал молекулярной спектроскопии . 134 (1): 159–167. Бибкод : 1989JMoSp.134..159C . дои : 10.1016/0022-2852(89)90138-0 . ISSN 0022-2852 .
- ^ Мартини, Р.Дж.; Бултема, Джей Джей; ван дер Валь, Миннесота; Беркхарт, Б.Дж.; ван дер Гриенд, Д.А. и де Кок, Р.Л. (2011). «Порядок связи и химические свойства BF, CO и N 2 ». Журнал химического образования . 88 (8): 1094–1097. Бибкод : 2011ЖЧЭд..88.1094М . дои : 10.1021/ed100758t .
- ^ Фантуцци, Фелипе; Кардосо, Тьяго Мессиас; Насименто, Марко Антонио Чаер (28 мая 2015 г.). «Природа химической связи и происхождение инвертированного дипольного момента во фториде бора: обобщенный подход к валентной связи». Журнал физической химии А. 119 (21): 5335–5343. Бибкод : 2015JPCA..119.5335F . дои : 10.1021/jp510085r . ПМИД 25531385 .
- ^ Jump up to: а б с Тиммс, Польша (1972). «Низкотемпературная конденсация» . Достижения неорганической химии и радиохимии . Академическая пресса. п. 143. ИСБН 0-12-023614-1 .
- ^ Айринг, Лерой (1967). Достижения в области химии высоких температур, том 1 . Академическая пресса. п. 70. ИСБН 9781483224343 .
- ^ Jump up to: а б Дайк, Джон М.; Кирби, Колин; Моррис, Алан (1983). «Исследование процесса ионизации БФ + (Х 2 С + ) ← BF(X 1 С + ) методом высокотемпературной фотоэлектронной спектроскопии». J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2. 79 ( 3): 483–490. doi : 10.1039/F29837900483 .
- ^ Свет, ГК; Герм, РР; Мацумото, Дж. Х. (ноябрь 1985 г.). «Кинетика некоторых газофазных элементарных реакций монофторида бора» (PDF) . Журнал физической химии . 89 (23): 5066–5074. дои : 10.1021/j100269a036 . Архивировано (PDF) из оригинала 1 июня 2022 г.
- ^ Сюй, Ляньцай; Ли, Цянь-шу; Се, Яомин; Кинг, Р. Брюс; Шефер, Генри Ф. (15 марта 2010 г.). «Основное различие между изоэлектронными фторобориленными и карбонильными лигандами: тройное мостиковое соединение фторобориленных лигандов в Fe3(BF)3(CO)9, изоэлектронное с Fe3(CO)12». Неорганическая химия . 49 (6): 2996–3001. дои : 10.1021/ic902511m . ПМИД 20143841 .
- ^ Сюй, Ляньцай; Ли, Цянь-шу; Кинг, Р. Брюс (май 2012 г.). «Фторбориленовые лиганды в биядерных карбонилах рутения: сравнение с их железными аналогами». Многогранник . 38 (1): 44–49. дои : 10.1016/j.poly.2012.02.003 .
- ^ Дранс и др. 2019 : «Ранее Видович и Олдридж сообщили, что два эквивалента нуклеофила на основе рутения Na[CpRu(CO) 2 ] ( Cp – циклопентадиенил; [С 5 Ч 5 ] − ) реагирует с диэтилэфиратом трифторида бора ( BF ·
3 эт.
2 O ) с формальной потерей двух эквивалентов фторида натрия ( NaF ) с образованием мостикового комплекса BF ( (μ 2 -BF)[CpRu(CO) 2 ] 2 ) (20). Последний является единственным кристаллографически охарактеризованным соединением, в котором BF действует как лиганд металлического центра». - ^ Jump up to: а б Сюй, Л.; Ли, К.-С.; Се, Ю.; Кинг, РБ; Шефер, HF III (2010). «Биядерные фторбориленкарбонилы марганца». Неорганика Химика Акта . 363 (13): 3538–3549. дои : 10.1016/j.ica.2010.07.013 .
- ^ Видович, Драгослав; Олдридж, Саймон (4 мая 2009 г.). «Координация и активация молекулы BF». Ангеванде Хеми . 121 (20): 3723–3726. Бибкод : 2009АнгЧ.121.3723В . дои : 10.1002/ange.200901022 . ПМИД 19373822 .
- ^ Дранс, MJ; Сирс, Джей Ди; Миссис, утра; Мур, CE; Рейнгольд, AL; Нейдиг, ML; Фигероа, Дж. С. (2019). «Концевая координация двухатомного монофторида бора с железом» . Наука . 363 (6432): 1203–1205. Бибкод : 2019Sci...363.1203D . дои : 10.1126/science.aaw6102 . ПМИД 30872521 . S2CID 78094683 .
- ^ Сюй, Бин; Ли, Ли; Пу, Чжэнь; Ю, Вэньцзе; Ли, Вэньцзин; Ван, Сюэфэн (18 февраля 2019 г.). «Фторбороленовые комплексы FBMF 2 (M = Sc, Y, La, Ce): матричные инфракрасные спектры и квантово-химические расчеты». Неорганическая химия . 58 (4): 2363–2371. doi : 10.1021/acs.inorgchem.8b02801 .