Войти
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Диборан (6) | |
| Другие имена Бороэтан. Боргидрид. Гексагидрид дибора | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.039.021  |
| Номер EC |
|
| PubChem CID |
|
| номер RTECS |
|
| UNII | |
| номер ООН | 1911 |
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКА
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | B2H6 |
| Молярная масса | 27,67 г · моль |
| Внешний вид | Бесцветный газ |
| Запах | отталкивающий и сладкий |
| Плотность | 1,131 г / л |
| Температура плавления | −164,85 ° C (−264,73 ° F; 108,30 K) |
| Температура кипения | -92,49 ° C (-134,48 ° F; 180,66 K) |
| Растворимость в воде | Реагирует |
| Давление пара | 39,5 атм (16,6 ° C) |
| Структура | |
| Координационная геометрия | Тетраэдр (для бора) |
| Молекулярная форма | см. Текст |
| Дипольный момент | 0 D |
| Термохимия | |
| Теплоемкость (C) | 56,7 Дж / (моль · К) |
| Стандартная молярная. энтропия (S 298) | 232,1 Дж / (моль · К) |
| Стандартная энтальпия образования. (ΔfH298) | 36,4 кДж / моль |
| Опасности | |
| Основные опасности | легко воспламеняется, реагирует с водой |
| Паспорт безопасности | См.: страница данных |
| Пиктограммы GHS |      |
| Сигнальное слово GHS | Опасно |
| Краткая характеристика опасности GHS | H220, H280, H314, H318, H330, H370, H372 |
| Меры предосторожности GHS | P210, P260, P264, P270, P271, P280, P284, P301 + 330 + 331, P303 + 361 +353, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P307 + 311, P310, P314, P320, P321, P363, P377, P381, P403, P403 + 233, P405, P410 + 403, P501 |
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  4 4 3 |
| Температура самовоспламенения. | 38 ° C (100 ° F; 311 K) |
| Пределы взрываемости | 0,8% –88% |
| Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
| LC50(средняя концентрация ) | 40 частей на миллион (крыса, 4 часа). 29 частей на миллион (мышь, 4 часа). 40–80 частей на миллион (крыса, 4 часа). 159–181 частей на миллион (крыса, 15 мин) |
| LCLo(самый низкий опубликованный ) | 125 частей на миллион (собака, 2 часа). 50 частей на миллион (хомяк, 8 часов) |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
| PEL (допустимое) | TWA 0,1 частей на миллион (0,1 мг / м) |
| REL (рекомендуется) | TWA 0,1 ppm (0,1 мг / м) |
| IDLH (непосредственная опасность) | 15 ppm |
| Родственные соединения | |
| Родственные соединения бора | Decaborane. BF3 |
| Страница дополнительных данных | |
| Структура и. свойства | Показатель преломления (n),. Диэлектрическая проницаемость (εr) и т. Д. |
| Термодинамика. данные | Фазовое поведение. твердое тело – жидкость – газ |
| Спектральные данные | UV, IR, ЯМР, MS |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии ( при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 Y (что такое ?) | |
| Ссылки на ink | |
Diborane (6), обычно известный как диборан представляет собой химическое соединение, состоящее из бора и водорода с формулой B 2H6. Это бесцветный пирофорный газ с отвратительно сладким запахом. Синонимы включают борэтан, гидрид бора и гексагидрид дибора. Диборан - это ключевое соединение бора, имеющее множество применений. Он привлек широкое внимание своей электронной структурой. Его производные - полезные реагенты.
Диаграмма связывания диборана (B 2H6), показывающая изогнутыми линиями пару трехцентровых двухэлектронных связей, каждый из которых состоит из пары электронов, связывающих три атома, два атома бора и атом водорода в середине. Структура диборана имеет симметрию D2h. Четыре гидрида являются терминальными, а два - мостиковыми между центрами бора. Длины мостиковых связей B-H и концевых связей B-H составляют 1,33 и 1,19 Å соответственно. Эта разница в длине связи отражает разницу в их прочности, при этом мостиковые связи B-H являются относительно более слабыми. На слабость связей BH мостик по сравнению с концевыми связями BH указывают их колебательные сигнатуры в инфракрасном спектре, составляющие ≈2100 и 2500 см соответственно.
Модель, определяемая теорией молекулярных орбиталей, описывает связи между бором и концевыми атомами водорода как обычные двухцентровые, двухэлектронные ковалентные связи. Однако связь между атомами бора и мостиковыми атомами водорода отличается от связи в молекулах, таких как углеводороды. Каждый бор использует два электрона для связывания с концевыми атомами водорода и имеет один валентный электрон, остающийся для дополнительной связи. Мостиковые атомы водорода обеспечивают по одному электрону каждый. Кольцо B 2H2удерживается вместе четырьмя электронами, которые образуют две 3-центровые 2-электронные связи. Этот тип облигации иногда называют банановой облигацией.
B2H6представляет собой изоэлектронный с C 2H6, который возник бы в результате дипротонирования плоской молекулы этилена. Диборан является одним из многих соединений с такой необычной связью.
Известно, что из других элементов группы IIIA галлий образует аналогичное соединение, дигаллан, Ga 2H6. Алюминий образует полимерный гидрид (AlH 3)n, хотя нестабильный Al 2H6был выделен в твердом водороде и изоструктурен диборану.
Обширные исследования диборана привели к развитию множественных синтезов. Большинство препаратов включает реакции доноров гидрида с галогенидами или алкоксидами бора. Промышленный синтез диборана включает восстановление BF 3 с помощью гидрида натрия, гидрид лития или алюмогидрид лития :
Два лабораторных метода начинаются с трихлорид бора с алюмогидридом лития или из раствора трифторида бора эфира с боргидридом натрия. Оба метода дают выход до 30%. :
Старые методы предполагают прямую реакцию боргидридных солей с n окисляющая кислота, такая как фосфорная кислота или разбавленная серная кислота.
Аналогичным образом было продемонстрировано окисление солей боргидрида, и оно остается удобным для получения в малых масштабах. Например, использование йода в качестве окислителя:
В другом маломасштабном синтезе используется гидроборат калия и фосфорная кислота в качестве исходных материалов.
Диборан - высокореактивный и универсальный реагент. Его доминирующий образец реакции включает образование аддуктов с основаниями Льюиса. Часто такие начальные аддукты быстро переходят в другие продукты. Он реагирует с аммиаком с образованием диаммониата диборана, DADB, с меньшими количествами аммиачного борана в зависимости от используемых условий. Диборан также легко реагирует с алкинами с образованием замещенных алкенов продуктов, которые легко будут подвергаться дальнейшим реакциям присоединения.
Как пирофорное вещество, диборан реагирует экзотермически с кислородом с образованием триоксида бора и воды, настолько, что это считалось возможным ракетным или ПВРД, но отбрасывалось из-за тогда это было слишком дорого и опасно в обращении:
Диборан также бурно реагирует с водой с образованием водорода и борной кислоты :
Диборан также реагирует с метанолом с образованием водород и сложный эфир триметоксибората:
Обработка диборана натрием амальгамой дает NaBH 4 и Na [B 3H8]. Когда диборан обрабатывают гидридом лития в диэтиловый эфир, образуется боргидрид лития:
Диборан реагирует с безводным хлористым водородом или газообразным бромистым водородом с образованием галогидрид бора:
Обработка диборана монооксидом углерода при 470 K и 20 бар дает H3BCO.
Диборан и его варианты являются центральными реагентами органического синтеза для гидроборирования, посредством чего алкены присоединяются через связи BH к дают триалкилбораны. Диборан используется в качестве восстанавливающего агента, примерно дополняющего реакционную способность литийалюмогидрида. Соединение легко восстанавливает карбоновые кислоты до соответствующих спиртов, тогда как кетоны реагируют только медленно.
Диборан был впервые синтезирован в 19 веке путем гидролиза боридов металлов, но никогда не анализировался. С 1912 по 1936 год главный пионер химии гидридов бора Альфред Сток провел свои исследования, которые привели к разработке методов синтеза и обработки высокореактивных, летучих и часто токсичных гидридов бора. Он предложил первую этан -подобную структуру диборана. Измерения дифракции электронов, выполненные Ш. Бауэром, первоначально, казалось, подтверждали его предложенную структуру.
Из-за личного общения с Л. Полинг (поддерживавший этаноподобную структуру), Х. И. Шлессинджер и А. Б. Бург не обсуждали конкретно 3-центр-2-электронную связь в своем тогдашнем классическом обзоре в начале 1940-х годов. В обзоре, однако, довольно подробно обсуждается мостиковая структура D 2h : «Следует признать, что этот состав легко объясняет многие химические свойства диборана...»
В 1943 году Лонге-Хиггинс, еще будучи студентом Оксфорда, был первым, кто объяснил структуру и связь гидридов бора. Бумага с описанием работы, написанная с его наставником Р. П. Белл также рассматривает историю предмета, начиная с работ Дильтея. Вскоре после этого теоретическая работа Лонге-Хиггинса была подтверждена Прайсом в инфракрасном исследовании диборана. Структура была повторно подтверждена измерениями дифракции электронов в 1951 г. К. Хедбергом и В. Шомакером, с подтверждением структуры, показанной на схемах на этой странице.
Уильям Нанн Липскомб младший дополнительно подтвердил молекулярная структура боранов с использованием рентгеновской кристаллографии в 1950-х годах и разработанные теории, объясняющие их связь. Позже он применил те же методы к связанным проблемам, включая структуру карборанов, над которыми он руководил исследованиями будущего лауреата Нобелевской премии 1981 года Роальда Хоффмана. Нобелевская премия по химии 1976 года была присуждена Липскомбу «за исследования структуры боранов, освещающие проблемы химической связи».
Традиционно диборан часто описывался как электрон -дефицитный, потому что 12 валентных электронов могут образовывать только 6 обычных двухцентровых двухэлектронных связей, которых недостаточно для соединения всех 8 атомов. Однако более правильное описание с использованием трехцентровых связей показывает, что диборан действительно электронно-точный, так как валентных электронов достаточно, чтобы заполнить 6 связывающих молекулярных орбиталей. Тем не менее, в некоторых ведущих учебниках до сих пор используется термин «электронодефицитный».
Диборан был испытан в качестве ракетного топлива. Полное сгорание сильно экзотермично. Однако сгорание в ракетном двигателе не завершено, поскольку образуется некоторое количество монооксида бора, B 2 O. Это отражает неполное сгорание углеводородов с образованием окиси углерода, CO.
Диборан использовался в качестве вулканизатора каучука , в качестве катализатора для углеводородной полимеризации, в качестве ускорителя скорости пламени и в качестве легирующего агента для производства полупроводников. Он также является промежуточным продуктом при производстве особо чистого бора для производства полупроводников. Он также используется для покрытия стенок токамаков, чтобы уменьшить количество примесей тяжелых металлов в плазме ядра.
Токсическое действие диборана в первую очередь связано с его раздражающими свойствами. Кратковременное воздействие диборана может вызвать ощущение стеснения в груди, одышку, кашель и хрипы. Эти признаки и симптомы могут проявиться немедленно или с задержкой до 24 часов. Также может возникнуть раздражение кожи и глаз. Исследования на животных показали, что диборан вызывает те же эффекты, что и у людей.
Люди, длительное время подвергавшиеся воздействию малых количеств диборана, испытывали раздражение дыхательных путей, судороги, усталость, сонливость, спутанность сознания и случайные преходящие толчки.
