Boran
Trihidridoboron, boran veya borin, BH3 kimyasal formülü ile gösterilen dengesiz ve oldukça reaktif bir moleküldür. Boran karbonilin BH3(CO) hazırlanması, boran kimyasının araştırılmasında büyük rol oynamıştır.[2] Ancak, BH3 molekül türleri çok güçlü Lewis asidilerdir. Sonuç olarak, oldukça reaktifdir ve doğrudan bir akış sisteminde, sürekli olarak üretilen, geçici bir ürün olarak veya lazerle çıkarılmış atomik borun hidrojen ile reaksiyonundan doğrudan gözlenebilir.[3]
 | |||
| |||
| Adlandırmalar | |||
|---|---|---|---|
Boran Trihydridoboron | |||
Diğer adlar
| |||
| Tanımlayıcılar | |||
3D model (JSmol) | |||
| ChEBI | |||
| ChemSpider | |||
| 44 | |||
PubChem CID | |||
| |||
| Özellikler | |||
| Kimyasal formül | H3B | ||
| Molekül kütlesi | 13,83 g mol−1 | ||
| Görünüm | renksiz gaz | ||
| Konjuge asit | Boronyum | ||
| Termokimya | |||
Standart molar entropi (S⦵298) | 187.88 kJ mol−1 K−1 | ||
Standart formasyon entalpisi (ΔfH⦵298) | 106.69 kJ mol−1 | ||
| Yapı | |||
Nokta grubu | D3h | ||
| trigonal düzlem | |||
| Dipol momenti | 0 D | ||
| Benzeyen bileşikler | |||
Benzeyen bileşikler |
| ||
| Aksi belirtilmediği sürece madde verileri, Standart sıcaklık ve basınç koşullarında belirtilir (25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
| Bilgi kutusu kaynakları | |||
Yapısı ve özellikleri
BH3 D3h simetrisine sahip bir üçgen düzlemsel moleküldür. Deneysel olarak belirlenen BH bağ uzunluğu 119 pmdir.[4]
Başka kimyasal türlerin yokluğunda, diboran oluşturmak için kendisi ile reaksiyona girer. Bu nedenle, reaksiyona göre diboran hazırlanmasında bir ara maddedir:[5]
- BX3 + BH4- → HBX3- + (BH3) (X=F, Cl, Br, I)
- 2 BH3 → B2H6
BH3 dimerizasyonunun standart entalpisi -170 kJ mol−1 olduğu tahmin edilmektedir.[6] BH3 içerisinde boron atomu 6 değerlik elektronuna sahiptir. Sonuç olarak, güçlü bir Lewis asididir ve bir eklenti oluşturmak için herhangi bir Lewis bazı L ile reaksiyona girer.
- BH3 + L → L - BH3
baz, yalın çifti bağışlar ve bir kovalent bağ oluşturur. Bu tür bileşikler termodinamik olarak kararlıdır, ancak havada kolayca oksitlenebilirler. Boran dimetilsülfit ve boran-tetrahidrofuran içeren çözeltiler ticari olarak temin edilebilir; tetrahidrofuranda THF'nin boranı oksitlemesini önlemek için bir dengeleyici madde ilave edilir.[7] Spektroskopik ve termokimyasal verilerden tahmin edilen birkaç boran eklentisi için bir stabilite sıralaması aşağıdaki gibidir:
- PF3 < CO < Et2O < Me2O <C4H8O <C4H8S < Et2S < Me2S < Py <Me3N < H-
BH3, bazı yumuşak asit karakterlerini taşır. Örneğin, kükürt donörleri oksijen donörlerine göre daha fazla kararlı kompleksler oluşturur.[5] BH3 sulu çözeltileri, son derece kararsızdır.[8][9]
- BH3 + 3 H2O → B(OH)3 + 3 H2
Tepkimeleri
Moleküler BH3'ün, diboran pirolizinde, daha yüksek boranlar üretilirken meydana gelen bir ara ürün olduğu düşünülmektedir.[5]
- B2H6 ⇌ 2 BH3
- BH3 + B2H6 → B3H7 + H2 (hız belirleyici aşama)
- BH3 + B3H7 ⇌ B4H10
- B2H6 + B3H7 → BH3 + B4H10
- ⇌ B5H11 + H2
İleriki adımlar, başarılı olarak yüksek boranlara imkân verir, polimerik maddeler ile kirlenmiş en kararlı son ürün B10H14 ve biraz B20H26'dır.
Diğer boran katkı maddelerinin bir yer değiştirme reaksiyonu ile üretilen boran amonyak, borazin (HBNH)3 vermek üzere ısıtmayla temel hidrojeni ortadan kaldırır.[10]
Boran eklenme ürünleri hidroborasyon için yapılan organik sentezlerde yaygın olarak kullanılmaktadır, burada BH3, C = C bağının eklenir ve trialkilboran verir:
- (THF)BH3 + 3 CH2 = CHR → B(CH2CH2R)3 + THF
Bu reaksiyon bölge seçicidir, daha yüksek bölge seçicilik vermesi için diğer boran türevleri kullanılabilir.[11] Ürün trialkilboranlar, yararlı organik türevlere dönüştürülebilir. Hacimli alkenler ile daha özel uygulamalarda [HBR2]2 gibi kullanışlı belirteçler hazırlanabilir. Boran-tetrahidrofurandan daha stabil olanboran dimetilsülfür de kullanılabilir.[11][12]
Hidroborasyon, hidroborasyon-oksidasyon reaksiyonunu vermek üzere oksidasyon ile birleştirilebilir. Bu reaksiyonda, üretilen organoborandaki boril grubu bir hidroksil grubu ile değiştirilir.
İndirgeyici aminasyon, bir karbon azot çift bağının hidroborasyona uğradığı hidroborasyon-oksidasyon reaksiyonunun bir uzantısıdır. Karbon-azot çift bağı, suyun bir karbonil moleküle bir amin ilavesiyle oluşan bir hemiaminalden indirgeyici eliminasyonuyla yaratılır, dolayısıyla 'indirgeyici' sıfatındadır.
Boran (5)
Boran(5), boranın dihidrojen kompleksidir. Moleküler formülü, BH5 veya muhtemelen BH3 (η2-H2)'dir.[13] Sadece çok düşük sıcaklıklarda kararlıdır ve varlığı çok düşük sıcaklıkta doğrulanır.[14][15] Boran (5) ve metanyum (CH5+) izoelektroniklerdir.[16] Konjugat bazı borohidrit anyonudur.