Introduction to Chemistry

Learning Objective

  • Keskustele booraanien koostumuksesta ja ominaisuuksista.

Kärkikohdat

    • Booraanien kanssa tapahtuvia yleisiä reaktioita ovat: elektrofiilinen substituutio, nukleofiilinen substituutio Lewisin emäksillä, deprotonointi vahvoilla emäksillä, klusterinrakennusreaktiot boorihydridien kanssa ja nido-boraanin reaktio alkiinin kanssa karboraaniklusterin muodostamiseksi.
    • Esimerkkijäsen BH3:a kutsutaan booraaniksi, sitä esiintyy vain kaasumaisessa tilassa ja se dimeroituu muodostaen diboraanin, B2H6.
    • Tärkeimmät booraanit ovat diboraani B2H6, pentaboraani B5H9 ja dekaboraani B10H14.
    • Booraanit ovat kaikki värittömiä ja diamagneettisia. Ne ovat reaktiivisia yhdisteitä ja jotkut ovat pyroforisia.

Termit

  • BooraaniBoorin ja vedyn binäärinen yhdiste.
  • diamagneettinenAine, jolla on diamagnetismia ja jota magneetti hylkii.
  • pyroforinenSpontaanisti syttyvä ilmassa.

Boorit ovat boorin ja vedyn kemiallisia yhdisteitä. Boorit käsittävät suuren ryhmän yhdisteitä, joiden yleiskaava on BxHy. Näitä yhdisteitä ei esiinny luonnossa. Monet booraanit hapettuvat helposti joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa, jotkin rajusti. Kantajäsentä BH3 kutsutaan booraaniksi, se tunnetaan vain kaasumaisessa tilassa, ja se dimeroituu muodostaen diboraanin, B2H6.

Kookkaammat booraanit koostuvat kaikki booriklustereista, jotka ovat moniulotteisia, ja osa niistä esiintyy isomeereinä. Esimerkiksi B20H26:n isomeerit perustuvat kahden 10-atomisen klusterin sulautumiseen. Tärkeimmät booraanit ovat diboraani B2H6, pentaboraani B5H9 ja dekaboraani B10H14. Boorihydridien kemian kehitys johti uusiin kokeellisiin tekniikoihin ja teoreettisiin käsitteisiin. Boorihydridejä on tutkittu potentiaalisina polttoaineina, raketeissa ja autokäytössä.

BoraaniPallo-ja-puikkomalli booraanista, BH3, joka on erittäin reaktiivinen.

Booraanisarjojen nimet on johdettu tästä yleisestä skeemasta, joka koskee klusterien geometrioita:

  • hyperkloso- (kreikankielestä, joka tarkoittaa ”ylihäkkiääninen”
    • hypericloso- (kreikankielestä, joka tarkoittaa ”ylihäkkiääninen”
        >

      • hypericloso-) suljettu, kokonainen rykmentti, jossa on klusterointi (esim, B8Cl8 on hieman vääristynyt dodekaedri)
      • closo- (kreikan sanoista ”häkki”) suljettu täydellinen klusteri (esim. ikosaedrinen B12H122-)
      • nido- (latinan sanoista ”pesä”) B vie n kärkipistettä n+1 deltaedristä (esim, B5H9 oktaedri, josta puuttuu yksi kärki)
      • arachno- (kreikan kielen sanoista ”hämähäkinseitti”) B miehittää n+2 deltaedrin n kärkeä (esim. B4H10 oktaedri, josta puuttuu kaksi kärkeä)
      • hypho- (kreikan kielen sanoista ”verkko”) B miehittää n+3 deltaedrin n kärkeä (esim, mahdollisesti B8H16:lla on tämä rakenne, oktaedri, josta puuttuu kolme kärkeä)
      • conjuncto- kaksi tai useampi edellä mainituista on fuusioitunut toisiinsa (esim. reuna- tai kahden kärkipisteen fuusioitunut B19H221-, pinta- tai kolmen kärkipisteen fuusioitunut B21H181- ja neljän kärkipisteen fuusioitunut B20H16)

      Boraanit ovat kaikki värittömiä ja diamagneettisia. Ne ovat reaktiivisia yhdisteitä ja jotkut ovat pyroforisia. Suurin osa niistä on erittäin myrkyllisiä ja vaativat erityisiä varotoimia käsittelyssä. Ominaisuudet ja reaktiivisuus:

      • closo- Neutraalia closoboraania ei tunneta. Closo-anionien suolat BnHn2- ovat stabiileja neutraalissa vesiliuoksessa, ja niiden stabiilisuus kasvaa koon kasvaessa.
      • nido- Pentaboraani(9) ja dekaboraani(14) ovat stabiileimpia nido-boreeneja, toisin kuin nido-B8H12, joka hajoaa yli -35o:n lämpötilan.
      • arachno- Yleensä nämä ovat reaktiivisempia kuin nido-boreenit; jälleen kerran suuremmilla yhdisteillä on taipumus olla stabiileimpia.

      Tyypillisiä booraanien reaktioita ovat:

      • elektrofiilinen substituutio
      • nukleofiilinen substituutio Lewisin emäksillä
      • deprotonaatio vahvoilla emäksillä
      • klusterinrakennusreaktiot boorihydridien kanssa
      • nido-boraanin reagointi alkiinin kanssa karboraaniklusterin aikaansaamiseksi

      Booraanit voivat toimia koordinaatioyhdisteiden ligandeina. Booraanit voivat reagoida muodostaen heterobooraaneja (esim. karboraaneja tai metallobooraaneja), klustereita, jotka sisältävät boori- ja metalliatomeja.

      Näytä lähteet

      Boundless etsii ja kuratoi korkealaatuista, avoimesti lisensoitua sisältöä kaikkialta Internetistä. Tämä kyseinen lähde käytti seuraavia lähteitä:

      ”Boundless.”

      http://www.boundless.com/
      Boundless Learning
      CC BY-SA 3.0.

      ”pyroforinen.”

      http://en.wiktionary.org/wiki/pyrophoric
      Wiktionary
      CC BY-SA 3.0.

      ”diamagneettinen.”

      http://en.wiktionary.org/wiki/diamagnetic
      Wiktionary
      CC BY-SA 3.0.

      ”boraani.”

      http://en.wiktionary.org/wiki/borane
      Wiktionary
      CC BY-SA 3.0.

      ”boraani.”

      http://en.wikipedia.org/wiki/Borane
      Wikipedia
      CC BY-SA 3.0.

Jätä kommentti