Боразол

Боразол
Общие
Систематическое наименование	гексагидро-​1,3,5,2,4,6-​триазотриборин
Традиционные названия	боразол, боразин, триборинтриимид
Хим. формула	B3N3H6
Физические свойства
Состояние	жидкость
Молярная масса	80.50 г/моль
Плотность	0.81 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	−58 °C
• кипения	55 °C
Энтальпия
• образования	-548 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	6569-51-3
SMILES	B1NBNBN1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Боразол (боразин, триборинтриимид) — химическое вещество с химической формулой B₃H₆N₃, бесцветная жидкость. Молекула представляет собой шестичленное плоское кольцо, в котором чередуются атомы бора и азота, каждый из них соединён с одним атомом водорода. Боразол не следует путать с борабензолом — аналогом пиридина, в котором атом азота заменён на бор.

Молекула боразола изоэлектронна молекуле бензола и имеет аналогичное строение. Уменьшение межъядерного расстояния в боразоле (d (B—N) = 0,144 нм по сравнению с одинарной связью d (B—N) = 0,154 нм) связано с делокализацией π-электронов. Распределение электронной плотности отвечает эффективным зарядам δ- и δ+ $\stackrel{-}{\text{N}}-\stackrel{+}{\text{B}}$ и разной полярности связей $\stackrel{-}{\text{N}}-\stackrel{+}{\text{H}}$ и $\stackrel{+}{\text{B}}-\stackrel{-}{\text{H}}$.

Свойства

Являясь неорганическим аналогом бензола, боразол напоминает бензол по своим физическим свойствам (агрегатное состояние, интервал кипения, плотность и т. п.); в то же время, химические свойства боразола и бензола резко различаются.

Реакционная способность боразола выше, чем у бензола, вследствие полярности связей (три атома азота поставляют свои неподелённые электронные пары на свободные орбитали атомов бора). Так, он окисляется на воздухе, растворим в воде, с которой постепенно реагирует с образованием В(ОН)₃, NH₃ и Н₂, и менее термически устойчив, чем бензол.

Атомы Н, связанные с атомами B, способны замещаться без разрушения цикла. Так, при действии BCl₃ или BBr₃ на боразол при нагревании образуются твёрдые устойчивые соединения — тригалогенборазолы B₃N₃H₃Hal₃.

Атомы H при N не способны вступать в реакции замещения.

Получение

• Боразол можно получить нагреванием тетрагидридобората лития и хлорида аммония:

$\mathsf{3}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{B}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{\to }{\mathsf{B}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{9}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$

• По реакции диборана с аммиаком, которая также проводится при нагревании:

$\mathsf{3}{\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\to }\mathsf{2}{\mathsf{B}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$

• Реакцией трихлорида бора с хлоридом аммония. Реакция идёт в две стадии:

$\mathsf{3}\mathsf{B}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{\to }\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{B}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{9}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$

$\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{B}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\to }{\mathsf{B}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}/\mathsf{2}{\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• Тримеризация боразина (с тройной связью между азотом и бором):

$\mathsf{3}\mathsf{H}\mathsf{B}\mathsf{N}\mathsf{H}\mathsf{\to }{\mathsf{B}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{3}}$

Литература

• Карапетьянц М. Х. Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия 1994
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.