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:
![{\displaystyle {\mathsf {Na[BH_{4}]+4H_{2}O\rightarrow NaOH+H_{3}BO_{3}+2H_{2}\uparrow }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e211ed1f3ed3dce65fc2da30bb67746acbedd547)
Гидролиз несколько замедляется в щелочной среде. Борогидриды разлагаются спиртами:
![{\displaystyle {\mathsf {Na[BH_{4}]+4CH_{3}OH\rightarrow Na[B(OCH_{3})]+2H_{2}\uparrow }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d0b67b6c43f9c8ee7ba76c7dd8be1947fe087f62)
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.):
![{\displaystyle {\mathsf {B_{2}H_{6}+2NaH\rightarrow 2Na[BH_{4}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9de61eca9c64ee394e4ded020ba240bbf6002cc4)
- Реакция гидридов металлов с галогенидами бора, эфирами борной кислоты, боратами и др.:
![{\displaystyle {\mathsf {4LiH+BCl_{3}\rightarrow Li[BH_{4}]+3LiCl}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/241503d84ae9f0280a41c124215bf4c7b810fe86)
![{\displaystyle {\mathsf {4NaH+B(OCH_{3})_{3}\rightarrow Na[BH_{4}]+3CH_{3}ONa}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/38da3cd2cc3fe25dcf046fe24bb1c77ad823a8e6)
- Обменная реакция борогидридов щелочных металлов с галогенидами переходных металлов:
![{\displaystyle {\mathsf {4Na[BH_{4}]+TiCl_{4}\rightarrow Ti[BH_{4}]_{4}+4NaCl}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ddfd4fd36d34fa8aa1db50b5835bdb62de90ef4)
Количественный анализ борогидридов проводят следующими способами:
- Определение объёма водорода, выделяющегося при разложении борогидридов соляной кислотой:
![{\displaystyle {\mathsf {Na[BH_{4}]+4HCl\rightarrow Na[BCl_{4}]+2H_{2}\uparrow }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bb1e5357d83b9b8f92b0aaab19f80c7e37067479)
- 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
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .