Indledning til kemi

Termer

• boranEn binær forbindelse af bor og brint.
• diamagnetiskEt stof, der udviser diamagnetisme og frastødes af en magnet.
• pyrophoriskSpontant antændt i luft.

Boraner er kemiske forbindelser af bor og brint. Boranerne omfatter en stor gruppe af forbindelser med den generiske formel BxHy. Disse forbindelser forekommer ikke i naturen. Mange af boranerne oxiderer let ved kontakt med luft, nogle voldsomt. Stammedlemmet BH3 kaldes boran, er kun kendt i gasform og dimeriseres til diboran, B2H6.

De større boraner består alle af borklynger, der er polyedriske, hvoraf nogle findes som isomerer. For eksempel er isomerer af B20H26 baseret på sammensmeltning af to 10-atomers klynger. De vigtigste boraner er diboran B2H6, pentaboran B5H9 og decaboran B10H14. Udviklingen af kemien af borhydriderne har ført til nye eksperimentelle teknikker og teoretiske koncepter. Borhydrider er blevet undersøgt som potentielle brændstoffer, til raketter og til brug i biler.

Navnene på serierne af boraner er afledt af dette generelle skema for klyngegegegeometrier:

• hypercloso- (fra græsk for “over bur”) en lukket komplet klynge (f.eks, B8Cl8 er et let forvrænget dodekaeder)
• closo- (fra græsk for “bur”) en lukket komplet klynge (f.eks. icosaedrisk B12H122-)
• nido- (fra latin for “rede”) B optager n hjørner af et n+1 deltaeder (f.eks, B5H9 et oktaeder, der mangler et toppunkt)
• arachno- (fra græsk for “edderkoppespind”) B optager n toppunkter af et n+2-deltaeder (f.eks. B4H10 et oktaeder, der mangler to toppunkter)
• hypho- (fra græsk for “net”) B optager n toppunkter af et n+3-deltaeder (f.eks, muligvis har B8H16 denne struktur, et oktaeder, der mangler tre hjørner)
• konjuncto- to eller flere af ovenstående er smeltet sammen (f.eks. kanten eller to hjørner smeltet B19H221-, fladen eller tre hjørner smeltet B21H181- og fire hjørner smeltet B20H16)

Boraner er alle farveløse og diamagnetiske. De er reaktive forbindelser, og nogle er pyrophore. De fleste er meget giftige og kræver særlige forholdsregler ved håndtering. Egenskaber og reaktivitet:

closo- Der er ingen kendt neutral closo-boran. Salte af closo-anionerne, BnHn2- er stabile i neutral vandig opløsning, og deres stabilitet øges med størrelsen.

nido- Pentaboran(9) og decaboran(14) er de mest stabile nido-boraner, i modsætning til nido-B8H12, som nedbrydes over -35o.

arachno- Generelt er disse mere reaktive end nido-boraner; igen har større forbindelser tendens til at være mere stabile.

Typiske reaktioner af boraner er:

• elektrofil substitution
• nukleofil substitution med Lewisbaser
• deprotonering med stærke baser
• klyngeopbygningsreaktioner med borhydrider
• reaktion af en nido-boran med et alkyn for at give en carboranklynge

Boraner kan fungere som ligander i koordinationsforbindelser. Boraner kan reagere for at danne heteroboraner (f.eks. carboraner eller metalloboraner), klynger, der indeholder bor- og metalatomer.