План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций



Download 1,37 Mb.
bet21/118
Sana24.11.2022
Hajmi1,37 Mb.
#872206
TuriЛекции
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   118
Bog'liq
Конспект лекций

Соединения бора (III). Степень окисления +3 у бора проявляется в соединениях с более электроотрицательными, чем он сам, элементами, т. е. в галидах, оксиде, сульфиде, нитриде, гидридах и в соответствую­щих анионных борат-комплекс ах, простейшие из которых приведены ниже:
BF3, BF4-, B2O3, BO2-, BH3, BH4-.
В зависимости от числа σ-связей координационное число бора (III) равно 4 или 3, что соответствует sp3- или sp2-гибридизацин его валент­ных орбиталей.

Галиды типа ВНа13 известны для всех галогенов. Могут быть получены из простых веществ при нагревании. Все они бесцветны. Молекулы ВНа13 имеют форму плоского треугольника с атомом бора d центре (sp3-гибридное состояние бора). В обычных условиях BF3 — uаз, ВС13 и ВВr3 — жидкости, ВI3 — твердое вещество.
Наибольшее применение имеют BF3 и ВС13. Трифторид получают нагреванием В2О3 с CaF2 в присутствии концентрированной H2SO4:.
В2О3 + 3CaF2 + 3H2SO4 = 2BF2 + 3CaSO4 + 3H2O.
Получение трихлорида бора (как и SiCl4) основано на хлорировании раскаленной смеси оксида и угля:
В2О3 + 3С + ЗС12 = 2ВС13 + 3СО.
Тригалиды бора — сильные акцепторы электронной пары;BF3, на­пример, присоединяет молекулу воды, аммиака, эфира, спирта и пр. При взаимодействии с водой BF3 дает BF3 * Н2О:

Способность к донорно-акцепторному взаимодействию определяет применение трифторида и трихлорида бора в органическом синтезе в качестве катализаторов.
Оксид бора (III) В2О3 существует в виде нескольких моди­фикаций. В кристаллах В2О3 атомы бора находятся внутри равно­стороннего треугольника ВО3 либо тетраэдра ВО4 из атомов кисло­рода. Кристаллический В2О3 (плавится при 450°С и кипит при 2250°С) имеет высокие значения энтальпии (ΔН0 = -1461 кДж/моль) и энер­гии Гиббса образования (-1178 кДж/моль). Он легко пере­ходит в стеклообразное состояние и очень трудно кристаллизируется. Получают оксид В2О3 обезвоживанием Н3ВО3. В отличие от цепи Si — О — Si цепь В — О — В относительно легко разрывается при гидратации; в этом отношении кислородные соединения бора (III) сходны с таковыми фосфора. Как кислотный оксид В2О3 энергично взаимодействует с водой с образованием борной кислоты Н3ВО3.
Сульфид бора В2S3 — стеклообразное вещество, водой пол­ностью разлагается.
Гидриды бора (бораны) по способу получения и по свойствам напоминают силаны. Обычно смесь боранов с водородом получается действием кислот на некоторые химически активные бориды, например:
6MgB2 + 12HC1 = H2 + B4H10 + 6MgC1a + 8B.
Простейшее водородное соединение бора ВН3 в обычных условиях - не существует. Это объясняется его координационной ненасыщенностью и невозможностью образования делокализованной π-связи, которая стабилизировала бы sр2-гибридное состояние атома бора. Координа­ционное насыщение атома бора возникает при сочетании этих молекул-радикалов друг с другом:
ВН3 +ВН3 = В2Н6.
Из выделенных в свободном состоянии гидридов бора состава ВnНn+4 и ВnНn+6 простейшими представителями являются: В2Н6, В4Н10 — газы, В5Н9, B6H10 — жидкости, В10Н14 — твердое вещество.
Гидридобораты известны для многих элементов. Тетрагидридобораты щелочных и щелочноземельных металлов являются преиму­щественно ионными соединениями, т. е. типичными солями. В твердом состоянии они вполне устойчивы (т. разл. 250…500°С). В практике чаще всего используется Na[BH4] — бесцветная соль, хорошо раство­римая в воде. При обычных температурах гидролизуется очень мед­ленно.
Гидридобораты щелочных металлов можно получить взаимодейст­вием соответствующего гидрида с дибораном в эфирном растворе. Для получения Na[BH4] обычно используется реакция между гидридом натрия и метиловым эфиром ортоборноq кислоты:
4NaH + В(ОСН3)3 = Na[BH4] + 3CH3ONa.
Тетрагидридобораты других металлов обычно получают обменной реакцией между Na[BH4] и соответствующим галидом, например:
3Na[BH4] + A1C13 = А1(ВН4)3 + 3NaCl
В противоположность ионным ковалентные тетрагидридобораты типа А1(ВН4)3 (т. пл. -64,5°С, т. кип. 44,5°С), Ве(ВН4)2 (т. возг. 910С) летучи, легкоплавки. В этих гидридоборатах (поскольку имеется дефицит электронов) связь между внешней и внутренней сферами осу­ществляется за счет трехцентровых связей. Таким образом, эти соеди­нения являются смешанными гидридами. В гидридоборатах же щелочных и щелочноземельных металлов (низкие энергии ионизации) дефицит электронов устраняется за счет перехода электронов атома металла к радикалу ВН4, т. е. в этом случае связь между внешней и внутренней сферами становится преимущественно ионной:

Наибольшее значение имеет Na[BH4] — белое кристаллическое вещество. Эта соль вполне устойчива, ее можно перекристаллизовать из водного раствора. В отличие от ионных ковалентные гидридобораты (смешанные гидриды) так е реакционноспособны, как и гидриды бора, например взрывают на воздухе.
Гидридобораты - сильные восстановители. Они широко используются для проведения раз­личных синтезов, применяются как исходные вещества для по­лучения различных гидридов и в особенности диборана:
3NаВН4 + 4BF3 = 2B2H6 + 3NaBF4.
Эту реакцию, протекающую в эфирной среде, можно рассмат­ривать как реакцию вытеснения одним кислотным соединением BF3 другого - (ВН3)2.
Кроме тетрагидридоборатов известны разнообразные гидридобо­раты более сложного состава и строения.
Оксоборатные комплексы подобно оксиду бора в большинст­ве своем полимерны. В качестве простейших представителей можно назвать циклический метаборатный анион (BO2)33-кристаллах КВО2, NaBO2) и полиметаборатный анион (ВО2-)n, в виде плоской зиг­загообразной бесконечной цепи в кристаллах Са(ВО2)2, LiBO2):

Указанные анионы состоят из плоских треугольных структурных единиц ВО3, что отвечает sp2-гибридному состоянию атомов бора.
В оксоборатах атомы бора находятся также в состоянии sр3-гибри-дизации, т. е. образуют четыре σ-связи:

В последнее время большое внимание привлекают бороорганические соединения, в частности содержащие цепи В-О-В, В-N-В, В-Р-В, В-S-В, обрамленные органическими радикалами. Особый интерес представляют производные боразола B3N3H6:

Боразол — бесцветная жидкость (т. пл. -58°С и т. кип. 550С). По структуре и ряду свойств близок к бензолу и потому его образно назы­вают «неорганическим бензолом».



Download 1,37 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   118




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish