Obiectiv de învățare
- Discuțiți compoziția și proprietățile boranilor.
Puncturi cheie
- Reacțiile comune cu borani sunt: substituția electrofilă, substituția nucleofilă cu baze Lewis, deprotonarea cu baze puternice, reacțiile de formare a clusterelor cu borohidruri și reacția unui nido-boran cu o alchină pentru a da un cluster carboranic.
- Membrul părinte BH3 se numește boran, se găsește numai în stare gazoasă și se dimerizează pentru a forma diboran, B2H6.
- Cei mai importanți borani sunt diboranul B2H6, pentaboranul B5H9 și decaboranul B10H14.
- Boranii sunt toți inculori și diamagnetici. Sunt compuși reactivi, iar unii sunt piroforici.
Termeni
- boran Orice compus binar al borului și hidrogenului.
- diamagneticSubstanță care prezintă diamagnetism și este respinsă de un magnet.
- piroforicSe aprinde spontan în aer.
Boranii sunt compuși chimici ai borului și hidrogenului. Boranii cuprind un grup mare de compuși cu formula generică BxHy. Acești compuși nu apar în natură. Mulți dintre borani se oxidează ușor la contactul cu aerul, unii în mod violent. Membrul părinte BH3 se numește boran, este cunoscut numai în stare gazoasă și se dimerizează pentru a forma diboran, B2H6.
Boranii mai mari constau toți din clustere de bor care sunt poliedrice, dintre care unele există ca izomeri. De exemplu, izomerii lui B20H26 se bazează pe fuziunea a doi clusteri de 10 atomi. Cei mai importanți borani sunt diboranul B2H6, pentaboranul B5H9 și decaboranul B10H14. Dezvoltarea chimiei hidrurilor de bor a condus la noi tehnici experimentale și concepte teoretice. Hidrurile de bor au fost studiate ca potențiali combustibili, pentru rachete și pentru utilizări în industria automobilelor.
Numele pentru seriile de borani sunt derivate din această schemă generală pentru geometriile grupărilor:
- hipercloso- (din greacă pentru „peste cușcă”) o grupare completă închisă (de ex, B8Cl8 este un dodecaedru ușor distorsionat)
- closo- (din greacă pentru „cușcă”) un cluster complet închis (de ex. icosaedrul B12H122-)
- nido- (din latină pentru „cuib”) B ocupă n vârfuri ale unui deltaedru n+1 (de ex, B5H9 un octaedru căruia îi lipsește un vârf)
- arachno- (din greacă pentru „pânză de păianjen”) B ocupă n vârfuri ale unui deltaedru n+2 (de ex. B4H10 un octaedru căruia îi lipsesc două vârfuri)
- hypho- (din greacă pentru „plasă”) B ocupă n vârfuri ale unui deltaedru n+3 (de ex, posibil ca B8H16 să aibă această structură, un octaedru căruia îi lipsesc trei vârfuri)
- conjuncție- două sau mai multe dintre cele de mai sus sunt fuzionate între ele (de exemplu, muchia sau două vârfuri fuzionate B19H221-, fața sau trei vârfuri fuzionate B21H181-, și patru vârfuri fuzionate B20H16)
Boranii sunt toți incolori și diamagnetici. Sunt compuși reactivi și unii sunt pirofori. Majoritatea sunt foarte otrăvitori și necesită precauții speciale de manipulare. Proprietăți și reactivitate:
- closo- Nu se cunoaște un boran closo neutru. Sărurile anionilor closo, BnHn2- sunt stabile în soluție apoasă neutră, iar stabilitățile lor cresc odată cu mărimea.
- nido- Pentaboranul(9) și decaboranul(14) sunt cei mai stabili nido-borani, spre deosebire de nido-B8H12, care se descompune peste -35o.
- arachno- În general, aceștia sunt mai reactivi decât nido-boranii; din nou, compușii mai mari tind să fie mai stabili.
Reacțiile tipice ale boranilor sunt:
Boranii pot acționa ca liganzi în compuși de coordinare. Boranii pot reacționa pentru a forma hetero-borani (de exemplu, carborani sau metaloborani), clustere care conțin atomi de bor și metal.
.