Диборан

Диборан
Общие
Систематическое наименование	Диборан
Традиционные названия	Бороэтан
Физические свойства
Состояние	газ
Примеси	Пентаборан
Молярная масса	27,67 г/моль
Плотность	0,447 (–112°C)
Термические свойства
Температура
• плавления	−165,5 °C
• кипения	−92,4 °C
Мол. теплоёмк.	298 К Дж/(моль·К)
Классификация
Рег. номер CAS	19287-45-7
Безопасность
ЛД50	40 мг/м3 (крыса, 4 часа) 29 мг/м3 (мышь, 4 часа) 159-181 мг/м3 (крыса, 15 минут)
Токсичность	очень ядовит
Пиктограммы СГС
NFPA 704	4 4 4 W
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Диборан — бороводород, химическое соединение водорода и бора с формулой B₂H₆. Был впервые синтезирован в XIX веке. Представляет собой бесцветный газ с неприятным сладковатым запахом, слегка напоминающим сероводород. Сильно ядовит. При соприкосновении с воздухом может самопроизвольно воспламеняться.

Получение

Существующие методы получения диборана основаны на взаимодействии галогенидов или алкоксидов бора с донорами гидрид-ионов.

В промышленности диборан получают путём восстановления BF₃:

$\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{H}\mathsf{⟶}{\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{F}$

При получении диборана в лабораторных условиях восстанавливают фторид или хлорид бора:

$\mathsf{4}\mathsf{B}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{⟶}\mathsf{2}{\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}$

$\mathsf{4}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{⟶}\mathsf{2}{\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}$

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:

${\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{B}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$.

Медленно вступает в реакцию с гидридом алюминия образуя (тетрагидридоборат алюминия), что позволяет запаковать его в кристаллы для получения водорода:

$\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{B}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}$,

при 70 ℃ эти кристаллы разлагаются с образованием октадекабората (III) алюминия и выделением диборана.

На воздухе горит зелёным пламенем:

$\mathrm{B}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_6+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{B}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Сферы использования

Производные бороводородов применяются в качестве антиоксидантов, катализаторов окисления предельных и ароматических углеводородов в спирты и фенолы, добавки к смазочным маслам. В СССР диборан предлагался в качестве ракетного или самолётного топлива.

Физиологическое значение

Диборан (B₂H₆, Бороэтан) токсичен, числится в списке сильнодействующих ядовитых веществ, относится к первому классу опасности и в высоких концентрациях обладает ярко выраженным удушающим действием. Также он может поражать центральную нервную систему.

ПДК диборана в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 0,1 мг/м³ согласно ГОСТ 12.1.005-76.

См. также

• Гидрид-ион
• Двухэлектронная трёхцентровая связь

Ссылки

• Важнейшие соединения бора : [арх. 29 ноября 2019] // Кафедра общей и неорганической химии, Факультет естественных наук, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева.