Главная
Новости
Статьи
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения




16.09.2021


16.09.2021


15.09.2021


14.09.2021


14.09.2021


13.09.2021


13.09.2021





Яндекс.Метрика

Борогидриды

28.08.2021

Борогидриды (боранаты, тетрагидридобораты, тетрагидробораты) — неорганические комплексные соединения, содержащие группу борогидридную [BH4]-.

Свойства

Борогидридная группа [BH4]- имеет тетраэдрическую пространственную конфигурацию, а связи B-H имеют одинаковую длину 0,12-0,13 нм. Связь между борогидридной группой и ионом металла может быть ионной (для щелочных и щелочноземельных металлов) или ковалентной (для бериллия, алюминия и переходных металлов).

Ионные борогидриды

Борогидриды с ионной связью представляют собой бесцветные гигроскопичные кристаллические вещества, растворимые в воде, жидком аммиаке и ряде полярных растворителей, особенно в эфирах этиленгликолей. С молекулами растворителей образуют очень прочные сольваты, включающие до 4 молекул растворителя на 1 молекулу борогидрида.

Водные растворы ионных борогидридов гидролизуются с выделением водорода. Быстрее всего гидролизуются борогидриды щелочных металлов:

N a [ B H 4 ] + 4 H 2 O → N a O H + H 3 B O 3 + 2 H 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Na[BH_{4}]+4H_{2}O ightarrow NaOH+H_{3}BO_{3}+2H_{2}uparrow }}}

Гидролиз несколько замедляется в щелочной среде. Борогидриды разлагаются спиртами:

N a [ B H 4 ] + 4 C H 3 O H → N a [ B ( O C H 3 ) 4 ] + 2 H 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Na[BH_{4}]+4CH_{3}OH ightarrow Na[B(OCH_{3})_{4}]+2H_{2}uparrow }}}

Ионные борогидриды проявляют сильные восстановительные свойства, медленно окисляются на воздухе.

Ковалентные борогидриды

Борогидриды с ковалентной связью являются кристаллическими или жидкими веществами, растворимыми в жидком аммиаке и полярных органических растворителях. Молекулы ковалентных борогидридов содержат трёхцентровые двухэлектронные мостиковые связи Me-H-B. В отличие от ионных борогидридов, ковалентные борогидриды существенно менее стабильны, существуют при низких температурах или в виде сольватов. Они энергично разлагаются водой и кислотами, активно окисляются воздухом вплоть до самовоспламенения.

Существуют двойные соли борогидридов щелочных и переходных металлов, например, Na[Zn(BH4)]3, K2[Ti(BH4)6].

Получение

К способам синтеза борогидридов относятся:

  • Реакция диборана с соединениями щелочных металлов (гидридами, амидами, гидроксидами, алкоголятами и др.):
B 2 H 6 + 2 N a H → 2 N a [ B H 4 ] {displaystyle {mathsf {B_{2}H_{6}+2NaH ightarrow 2Na[BH_{4}]}}} 2 B 2 H 6 + A l ( C H 3 ) 3 → A l ( B H 4 ) 3 + B ( C H 3 ) 3 {displaystyle {mathsf {2B_{2}H_{6}+Al(CH_{3})_{3} ightarrow Al(BH_{4})_{3}+B(CH_{3})_{3}}}}
  • Реакция гидридов металлов с галогенидами бора, эфирами борной кислоты, боратами и др.:
4 L i H + B C l 3 → L i [ B H 4 ] + 3 L i C l {displaystyle {mathsf {4LiH+BCl_{3} ightarrow Li[BH_{4}]+3LiCl}}} 4 N a H + B ( O C H 3 ) 3 → N a [ B H 4 ] + 3 C H 3 O N a {displaystyle {mathsf {4NaH+B(OCH_{3})_{3} ightarrow Na[BH_{4}]+3CH_{3}ONa}}}
  • Обменная реакция борогидридов щелочных металлов с галогенидами переходных металлов:
4 N a [ B H 4 ] + T i C l 4 → T i [ B H 4 ] 4 + 4 N a C l {displaystyle {mathsf {4Na[BH_{4}]+TiCl_{4} ightarrow Ti[BH_{4}]_{4}+4NaCl}}}

Количественный анализ борогидридов проводят следующими способами:

  • Определение объёма водорода, выделяющегося при разложении борогидридов соляной кислотой:
N a [ B H 4 ] + 4 H C l → N a [ B C l 4 ] + 2 H 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Na[BH_{4}]+4HCl ightarrow Na[BCl_{4}]+2H_{2}uparrow }}}
  • Титрование с использованием окислителей
  • Аргентометрически
  • Восстановление солей переходных металлов

Применение

Борогидриды применяют:

  • в препаративном органическом синтезе в качестве восстановителей карбонильной, нитро- и C=N групп
  • для получения высокодисперсных металлических катализаторов
  • для синтеза гидридов, например, гидридов германия, олова, мышьяка, сурьмы
  • для синтеза соединений бора
  • в аналитической химии как восстановители