Bevezetés a kémiába

Tanulási cél

  • Tárgyaljuk a bóránok összetételét és tulajdonságait.

Kulcspontok

    • A bóránokkal végzett gyakori reakciók: elektrofil szubsztitúció, nukleofil szubsztitúció Lewis-bázisokkal, deprotonálás erős bázisokkal, klaszterépítési reakciók bórhidridekkel, és egy nido-borán reakciója egy alkinnal karborán-klasztert eredményezve.
    • A BH3 szülő tagot bóránnak nevezik, csak gáz halmazállapotban fordul elő, és dimerizálódva diboránt, B2H6-ot alkot.
    • A legfontosabb bóránok a diborán B2H6, a pentaborán B5H9 és a dekaborán B10H14.
    • A boránok mind színtelenek és diamágnesesek. Reaktív vegyületek, némelyikük piroforos.

Fogalmak

  • boránBór és hidrogén bármely bináris vegyülete.
  • diamágnesesA diamágnesességet mutató anyag, amelyet a mágnes taszít.
  • piroforosA levegőben spontán meggyulladó anyag.

A boránok a bór és a hidrogén kémiai vegyületei. A boránok a BxHy általános képletű vegyületek nagy csoportját alkotják. Ezek a vegyületek a természetben nem fordulnak elő. A bóránok közül sok könnyen oxidálódik levegővel érintkezve, némelyik hevesen. A BH3 szülő tagot bóránnak nevezik, csak gáz halmazállapotban ismert, és dimerizálódva diboránt, B2H6-ot alkot.

A nagyobb bóránok mind bórklaszterekből állnak, amelyek poliéderesek, némelyikük izomer formájában létezik. Például a B20H26 izomerjei két 10 atomos klaszter összeolvadásán alapulnak. A legfontosabb bóránok a diborán B2H6, a pentaborán B5H9 és a dekaborán B10H14. A bórhidridek kémiájának fejlődése új kísérleti technikákhoz és elméleti koncepciókhoz vezetett. A bórhidrideket potenciális üzemanyagként, rakétákhoz és autóipari felhasználásra tanulmányozták.

BoránA bórán, BH3 gömb- és pálcikamodellje, amely rendkívül reaktív.

A bóránok sorozatának nevei ebből az általános sémából származnak a klasztergeometriákra:

  • hiperklózo- (a görög “ketrec fölött” szóból) zárt teljes klaszter (pl., B8Cl8 egy enyhén torz dodekaéder)
  • closo- (a görög “ketrec” szóból) zárt teljes halmaz (pl. ikozaéderes B12H122-)
  • nido- (a latin “fészek” szóból) B egy n+1 deltaéder n csúcsát foglalja el (pl., B5H9 egy oktaéderből hiányzik egy csúcs)
  • arachno- (a görög “pókháló” szóból) B egy n+2 deltaéder n csúcsát foglalja el (pl. B4H10 egy oktaéderből hiányzik két csúcs)
  • hypho- (a görög “háló” szóból) B egy n+3 deltaéder n csúcsát foglalja el (pl., esetleg a B8H16 ilyen szerkezetű, három csúcsot nélkülöző oktaéder)
  • konjunkto- kettő vagy több a fentiek közül összeolvadt (pl. az él vagy két csúcsot összeolvasztott B19H221-, az arc vagy három csúcsot összeolvasztott B21H181-, és a négy csúcsot összeolvasztott B20H16)

A boránok mind színtelenek és diamágnesesek. Reaktív vegyületek, némelyikük piroforos. Többségük erősen mérgező és különleges kezelési óvintézkedéseket igényel. Tulajdonságok és reakcióképesség:

  • klozo- Nem ismert semleges klozo-borán. A closo anionok sói, a BnHn2- semleges vizes oldatban stabilak, és stabilitásuk a mérettel nő.
  • nido- A pentaborán(9) és a dekaborán(14) a legstabilabb nido-boránok, ellentétben a nido-B8H12-vel, amely -35o felett bomlik.
  • arachno- Általában ezek reaktívabbak, mint a nido-boránok; ismét a nagyobb vegyületek általában stabilabbak.

A boránok tipikus reakciói a következők:

  • elektrofil szubsztitúció
  • nukleofil szubsztitúció Lewis-bázisokkal
  • deprotonálás erős bázisokkal
  • klaszterépítő reakciók borohidridekkel
  • nido-borán reakciója alkinnal karborán-klaszter keletkezéséhez

A boránok koordinációs vegyületek ligandumai lehetnek. A bóránok heteroboránok (pl. karboránok vagy metalloboránok), azaz bór- és fématomokat tartalmazó klaszterek kialakulásához reagálhatnak.

Források megjelenítése

Boundless ellenőrzi és kurátorként kezeli a kiváló minőségű, nyíltan licencelt tartalmakat az egész internetről. Ez a konkrét forrás a következő forrásokat használta:

“Boundless.”

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

“pyrophoric.”

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

“diamagnetic.”

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

“borán.”

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

“borán.”

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

Szólj hozzá!