Борогидриды

Борогидриды (боранаты, тетрагидридобораты, тетрагидробораты) — неорганические комплексные соединения, содержащие группу борогидридную [BH₄]^-, бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде, жидком аммиаке, аминах.

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:

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

Гидролиз несколько замедляется в щелочной среде. Борогидриды разлагаются спиртами:

{\mathsf {Na[BH_{4}]+4CH_{3}OH\rightarrow 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.):

{\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}}}

Реакция гидридов металлов с галогенидами бора, эфирами борной кислоты, боратами и др.:

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

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

Обменная реакция борогидридов щелочных металлов с галогенидами переходных металлов:

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

Количественный анализ борогидридов проводят следующими способами:

Определение объёма водорода, выделяющегося при разложении борогидридов соляной кислотой:

{\mathsf {Na[BH_{4}]+4HCl\rightarrow 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

Литература

Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.