Boorihydridit

Boorihydridit ( boranaatit , tetrahydroboraatit , tetrahydroboraatit ) ovat epäorgaanisia kompleksisia yhdisteitä, jotka sisältävät boorihydridiryhmän [BH 4 ] - , värittömiä kiteisiä aineita, jotka liukenevat veteen, nestemäistä ammoniakkia, amiineja.

Ominaisuudet

Boorihydridiryhmällä [BH4 ] - on tetraedrinen avaruudellinen konfiguraatio, ja BH - sidoksilla on sama pituus 0,12-0,13 nm. Boorihydridiryhmän ja metalli-ionin välinen sidos voi olla ioninen (alkali- ja maa-alkalimetalleille) tai kovalenttinen (berylliumille, alumiinille ja siirtymämetalleille).

Ioniset boorihydridit

Ioniset boorihydridit ovat värittömiä, hygroskooppisia, kiteisiä aineita, jotka liukenevat veteen, nestemäiseen ammoniakkiin ja useisiin polaarisiin liuottimiin, erityisesti etyleeniglykolieettereihin. Liuotinmolekyyleillä muodostuu erittäin vahvoja solvaatteja, mukaan lukien jopa 4 liuotinmolekyyliä yhtä boorihydridimolekyyliä kohden.

Ionisten boorihydridien vesiliuokset hydrolysoituvat vapauttamalla vetyä. Alkalimetalliboorihydridit hydrolysoituvat nopeimmin:

{\mathsf {Na[BH_{4}]+4H_{2}O\rightarrow NaOH+H_{3}BO_{3}+2H_{2}\uparrow ))

Hydrolyysi hidastuu jonkin verran emäksisessä ympäristössä. Alkoholit hajottavat boorihydridejä:

{\mathsf {Na[BH_{4}]+4CH_{3}OH\rightarrow Na[B(OCH_{3})_{4}]+2H_{2}\uparrow ))

Ionisilla boorihydrideillä on voimakkaita pelkistäviä ominaisuuksia ja ne hapettuvat hitaasti ilmassa.

Kovalenttiset boorihydridit

Kovalenttisesti sitoutuneet boorihydridit ovat kiteisiä tai nestemäisiä aineita, jotka liukenevat nestemäiseen ammoniakkiin ja polaarisiin orgaanisiin liuottimiin. Kovalenttisten boorihydridien molekyylit sisältävät kolmikeskisiä kaksielektronisia Me-HB-siltasidoksia. Toisin kuin ioniset boorihydridit, kovalenttiset boorihydridit ovat paljon vähemmän stabiileja ja esiintyvät matalissa lämpötiloissa tai solvaattien muodossa. Veden ja happojen vaikutuksesta ne hajoavat voimakkaasti, ja ne hapetetaan aktiivisesti ilman vaikutuksesta itsestään syttymiseen asti.

On olemassa alkali- ja siirtymämetalliboorihydridien kaksoissuoloja, esimerkiksi Na[Zn(BH4 ) ] 3 , K2 [Ti( BH4 ) 6 ] .

Haetaan

Boorihydridien synteesimenetelmiä ovat:

Diboraanin reaktio alkalimetalliyhdisteiden kanssa (hydridit, amidit, hydroksidit, alkoholaatit jne.):

{\mathsf {B_{2}H_{6}+2NaH\rightarrow 2Na[BH_{4}]}}

{\mathsf {2B_{2}H_{6}+Al(CH_{3})_{3}\rightarrow Al(BH_{4})_{3}+B(CH_{3})_{ 3}}}

Metallihydridien reaktio boorihalogenidien, boorihapon esterien, boraattien jne. kanssa:

{\mathsf {4LiH+BCl_{3}\rightarrow Li[BH_{4}]+3LiCl))

{\mathsf {4NaH+B(OCH_{3})_{3}\rightarrow Na[BH_{4}]+3CH_{3}ONa))

Alkalimetalliboorihydridien vaihtoreaktio siirtymämetallihalogenidien kanssa:

{\mathsf {4Na[BH_{4}]+TiCl_{4}\rightarrow Ti[BH_{4}]_{4}+4NaCl))

Boorihydridien kvantitatiivinen analyysi suoritetaan seuraavilla tavoilla:

Boorihydridien hajoamisen aikana kloorivetyhapolla vapautuvan vedyn tilavuuden määrittäminen:

{\mathsf {Na[BH_{4}]+4HCl\rightarrow Na[BCl_{4}]+2H_{2}\uparrow ))

Titraus hapettimilla
Argentometrisesti
Siirtymämetallisuolojen talteenotto

Sovellus

Boorihydridejä käytetään:

preparatiivisessa orgaanisessa synteesissä karbonyyli-, nitro- ja C=N-ryhmien pelkistysaineina
erittäin dispergoituneiden metallikatalyyttien saamiseksi
hydridien, esim. germanium-, tina-, arseen-, antimonihydridien, synteesiin
booriyhdisteiden synteesiä varten
analyyttisessä kemiassa pelkistysaineina

Kirjallisuus

Chemical Encyclopedia / Toim.: Knunyants I.L. ja muut - M. : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1 (Abl-Dar). — 623 s.