Wprowadzenie do chemii

Cel nauczania

  • Przedstawić skład i właściwości boranów.

Kluczowe punkty

    • Wspólne reakcje z boranami to: podstawienie elektrofilowe, podstawienie nukleofilowe przez zasady Lewisa, deprotonacja przez silne zasady, reakcje tworzenia klastrów z bezwodnikami oraz reakcja nido-boranu z alkinem w celu otrzymania klastra karboranu.
    • Członek macierzysty BH3 jest nazywany boranem, występuje tylko w stanie gazowym i dimeryzuje tworząc diboran, B2H6.
    • Najważniejsze borany to diboran B2H6, pentaboran B5H9 i dekaboran B10H14.
    • Borany są bezbarwne i diamagnetyczne. Są związkami reaktywnymi, a niektóre z nich są piroforyczne.

Terminy

  • boranDowolny związek dwuskładnikowy boru i wodoru.
  • diamagnetycznySubstancja wykazująca diamagnetyzm i jest odpychana przez magnes.
  • piroforycznySamozapłon w powietrzu.

Borany to związki chemiczne boru i wodoru. Borany obejmują dużą grupę związków o wzorze ogólnym BxHy. Związki te nie występują w przyrodzie. Wiele z boranów łatwo utlenia się w kontakcie z powietrzem, niektóre gwałtownie. Rodzic członek BH3 jest nazywany boran, jest znany tylko w stanie gazowym, i dimeryzuje tworząc diboran, B2H6.

Większe borany wszystkie składają się z klastrów boru, które są wielościany, z których niektóre istnieją jako izomery. Na przykład, izomery B20H26 są oparte na fuzji dwóch 10-atomowych klastrów. Najważniejszymi boranami są diboran B2H6, pentaboran B5H9 i dekaboran B10H14. Rozwój chemii wodorków boru doprowadził do powstania nowych technik eksperymentalnych i koncepcji teoretycznych. Wodorki boru były badane jako potencjalne paliwa, do rakiet i do zastosowań motoryzacyjnych.

BoranModel kulisty boranu, BH3, który jest wysoce reaktywny.

Nazwy serii boranów pochodzą z tego ogólnego schematu dla geometrii klastrów:

  • hypercloso- (z greckiego „nad klatką”) zamknięty kompletny klaster (np, B8Cl8 jest lekko zniekształconym dodekaedrem)
  • closo- (z greckiego „klatka”) zamknięty klaster zupełny (np. ikozaedryczny B12H122-)
  • nido- (z łaciny „gniazdo”) B zajmuje n wierzchołków n+1 deltaedru (np, B zajmuje n wierzchołków deltahedronu n+2 (np. B4H10 ośmiościan, któremu brakuje dwóch wierzchołków)
  • hypho- (z greckiego „sieć”) B zajmuje n wierzchołków deltahedronu n+3 (np, ewentualnie B8H16 ma tę strukturę, ośmiościan brakujące trzy wierzchołki)
  • conjuncto- dwa lub więcej z powyższych są stopione razem (np. krawędzi lub dwa wierzchołki stopione B19H221-, twarz lub trzy wierzchołki stopione B21H181-, i cztery wierzchołki stopione B20H16)

Borany są wszystkie bezbarwne i diamagnetycznych. Są one reaktywne związki, a niektóre są piroforyczne. Większość z nich jest bardzo trująca i wymaga specjalnych środków ostrożności przy obchodzeniu się z nimi. Właściwości i reaktywność:

  • closo- Nie jest znany neutralny boran closo. Sole anionów closo, BnHn2- są stabilne w obojętnym roztworze wodnym, a ich stabilność wzrasta wraz z wielkością.
  • nido- Pentaboran(9) i dekaboran(14) są najbardziej stabilnymi nido-boranami, w przeciwieństwie do nido-B8H12, który rozkłada się powyżej -35o.
  • arachno- Ogólnie rzecz biorąc są one bardziej reaktywne niż nido-borany; ponownie, większe związki mają tendencję do bycia bardziej stabilnymi.

Typowe reakcje boranów to:

  • elektrofilowa substytucja
  • nukleofilowa substytucja przez zasady Lewisa
  • deprotonacja przez silne zasady
  • reakcje budowania klastrów z borohydrydami
  • reakcja nido-boranu z alkinem w celu otrzymania klastra karboranu

Borany mogą pełnić rolę ligandów w związkach koordynacyjnych. Borany mogą reagować tworząc heteroborany (np. karborany lub metaloborany), klastry, które zawierają atomy boru i metalu.

Pokaż źródła

Boundless weryfikuje i kuratoruje wysokiej jakości, otwarcie licencjonowane treści z całego Internetu. W tym konkretnym zasobie wykorzystano następujące źródła:

„Boundless.”

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

„piroforyczny.”

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

„diamagnetyczny.”

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

„boran.”

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

„boran.”

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

.

Dodaj komentarz