Дибора́н (тривиальное название — бороэта́н) — бороводород, один из гидридов бора, бинарное химическое соединение водорода и бора с формулой B2H6. При обычных условиях представляет собой бесцветный газ с неприятным сладковатым запахом, слегка напоминающим запах сероводорода.
Сильно ядовит. При попадании в воздух может самопроизвольно воспламеняться.
История
Диборан был получен в XIX веке при гидролизе боридов металлов, но в то время не был изучен. С 1912 по 1936 год Альфред Сток, пионер химии гидридов бора, провел исследования, которые привели к методам синтеза и обработки высокоактивных, летучих и часто токсичных гидридов бора. Он же предложил этаноподобную структуру соединения[3].
Получение
Существующие методы получения диборана основаны на взаимодействии галогенидов или алкоксидов бора с донорами гидрид-ионов.
В промышленности диборан получают путём восстановления BF3:
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {BF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}6\,\mathrm {NaH} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}6\,\mathrm {NaF} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f3ca63a310732a643084fb5c72fcc0ca73c2ae73)
При получении диборана в лабораторных условиях восстанавливают трифторид бора или трихлорид бора:
- ,
- .
![{\displaystyle {4\,\mathrm {BCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {LiAlH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}3\,\mathrm {LiAlCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/df38388f10dc49fd10432c91b6a6b3e072dbdd83)
![{\displaystyle {4\,\mathrm {BF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {NaBH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}3\,\mathrm {NaBF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/addaeb1384b1654a8eb451b84a24ac226850875b)
Химические свойства
Диборан является сильной кислотой Льюиса, так как способен образовывать комплексы с основаниями (например, с аммиаком).
Диборан взаимодействует с водой. При этом выделяется водород и образуется борная кислота:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {BO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9c953689ab6e94d6a8f29b1aa1221c699ad359ec)
Медленно вступает в реакцию с гидридом алюминия, образуя твёрдый тетрагидридоборат алюминия, соединение, позволяющее хранить диборан в компактном виде:
- ,
![{\displaystyle {2\,\mathrm {AlH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Al} (\mathrm {BH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/df65869a040e84dd09597aebb7e76f76d78186a1)
при нагреве свыше 70 ℃ эти кристаллы разлагаются с образованием октадекагидридобората алюминия и выделением диборана:
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {Al} [\mathrm {BH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}]{\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\xrightarrow {\text{t}} } {}\mathrm {Al} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}[\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{18}}]{}+{}\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0ea4bec8bd8f1c6b97eedfd4f3c2e5f88f61cc5f)
В воздухе горит зелёным пламенем:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}3\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3fc6882970de7a4a718b6ea45cbe3be0a67a3fe8)
Без доступа воздуха при нагреве разлагается:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}\mathrel {\xrightarrow {\text{t}} } {}2\,\mathrm {B} {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b891e21fa77abf7f562e6a78e1018e0291c022d7)
Сферы использования
Диборан и его производные являются основными реагентами при синтезе бороорганичкских соединений[4].
Другие производные диборана применяются в качестве антиоксидантов, катализаторов окисления предельных и ароматических углеводородов до спиртов и фенолов, и как добавки к смазочным маслам[источник не указан 2128 дней].
Диборан в СССР и США изучался для применения в качестве ракетного или авиационного топлива, но применения не нашёл[5].
Физиологическое действие
Диборан токсичен, входит в список сильнодействующих ядовитых веществ, относится к первомуклассу опасности и в высоких концентрациях обладает очень сильным удушающим действием. Также он может поражать центральную нервную систему[источник не указан 2128 дней].
ПДК диборана в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 0,1 мг/м3 согласно ГОСТ 12.1.005-76.
См. также
Примечания
- ↑ 123http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0183.html
- ↑David R. Lide, Jr.Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
- ↑Stock, A. The Hydrides of Boron and Silicon. — New York : Cornell University Press, 1933.
- ↑Lane, Clinton F. (1976). Reduction of organic compounds with diborane. Chemical Reviews. 76 (6): 773—799. doi:10.1021/cr60304a005.
- ↑Bilstein, Roger.Stages to Saturn 133. chapter 5: NASA Public Affairs Office. Дата обращения: 14 ноября 2015. Архивировано из оригинала 25 декабря 2017 года.
Ссылки
- Важнейшие соединения бора. Кафедра общей и неорганической химии, Факультет естественных наук, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева. Дата обращения: 1 июля 2024. Архивировано 29 ноября 2019 года.
