Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

BORANY (HYDRIDY BORU). Historie: 1912 – A. Stock - klasický výzkum = nové sloučeniny se staly předzvěstí pozoruhodně pestré a složité chemie 1948 – rentgenografické.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "BORANY (HYDRIDY BORU). Historie: 1912 – A. Stock - klasický výzkum = nové sloučeniny se staly předzvěstí pozoruhodně pestré a složité chemie 1948 – rentgenografické."— Transkript prezentace:

1 BORANY (HYDRIDY BORU)

2 Historie: 1912 – A. Stock - klasický výzkum = nové sloučeniny se staly předzvěstí pozoruhodně pestré a složité chemie 1948 – rentgenografické stanovení struktury dekaboranu, prokázání čtyř vodíkových můstků 1949 – H. C. Longuet-Higgins zavedení představy třístředových dvouelektronových vazeb B-H-B 1976 – W. N. Lipscomb = studie boranů, které osvětlily problémy chem. vazby – Nobelova cena

3 Dělení boranů do 5 řad: closo-borany nido-borany arachno-borany hypho-borany conjuncto-borany

4 Dělení boranů do 5 řad: CLOSO-borany (z řec. clovo – klec) uzavřené mnohostěnné klastry n atomů boru B n H n 2– (n = 6 až 12)

5 NIDO-borany (z lat. nidus – hnízdo) neuzavřené struktury, v nichž klastr B n obsazuje n vrcholů z (n+1) vrcholového mnohostěnu B n H n+4, B n H n+3 –, B n H n+2 2–

6 ARACHNO-borany (z řec. arachne – pavučina) mají ještě otevřenější klastry, ve kterém atom B zaujímá n vzájemně sousedících vrcholů z (n+2) vrcholového mnohostěnu B n H n+6, B n H n+5 –, B n H n+4 2–

7 HYPHO-borany (z řec. hyphe – síť) nejotevřenější klastry, v nichž atomy B zaujímají n vrcholů z (n+3) vrcholového mnohostěnu B n H n+8

8 CONJUNCTO-borany (z lat. coniuncto – spojuji) struktury vzniklé vzájemným spojením dvou nebo více předchozích typů klastrů B n H m, zjištěno 5 různých spojení klastrů

9 Struktura a vazby boranů: představa vazeb pomocí MO (lineární kombinací AO)- tvorba vazebných nevazebných, protivazebných MO vlastnosti AO- podobnou energii - prostorový překryv - vhodná symetrie

10 Třístředová vazba BHB: vazba třístředová, delokalizovaná, elektronově deficitní => tři atomy vzájemně vázané pouze jedním elektronovým párem BBB: uzavřená nebo otevřená třístředová vazba

11 Vlastnosti boranů: bezbarvé diamagnetické sloučeniny malá až střední tepelná stálost nižší homology (g), s rostoucí M r postupně změna na těkavé (l), (s) všechny endotermické, termodynamický nestálé energie vazeb: B–H = 380, B–H–B = 440 (kJ/mol) B–B = 330, B–B–B = 380

12 Reaktivita: closo-boranové anionty – neobyčejně stálé nido-borany – méně reaktivní, reaktivita ubývá s rostoucí M r arachno-borany – reaktivní, méně stálé vůči tepelnému rozkladu všechny borany – krajně toxické při vdechnutí nebo po absorpci na kůži kyselost roste s velikostí boranového klastru (arachno-borany kyselejší než nido-borany)

13 Nejlépe prostudované borany: diboran B 2 H 6 výchozí látka pro ostatní borany, na vzduchu samozápalný, elektrofilní redukční činidlo, plyn Příprava: 1. 2 NaBH 4 + I 2 → B 2 H NaI + H NaBH H 2 PO 4 → B 2 H NaH 2 PO H 2 Výroba: 1. 2 BF NaH → 2 B 2 H NaF Pyrolýza: nad 100 °C v uzavřených nádobách, závislosti na podmínkách vzniká celá řada produktů: BH 3, B 5 H 9, B 6 H 10, B 6 H 12, stopy closo-B 20 H 16

14 B2H6B2H6 Štěpení můstkových vazeb: 1. B 2 H L → 2 LBH 3 2. B 2 H L → [L 2 BH 2 ] + + [BH 4 ] – relativní stálost s tvrdými donory N, P, O Speciální případ s H – : tvorba BH 4 – izoelektronový s CH 4, ligand mono-, di- až tridentální Hydroborace: tvorba organoboranů 1. 3 RCH=CH 2 + ½ B 2 H 6 → B(CH 2 CH 2 R) 3 reakce regiospecifická, anti-Markovnikov

15 B2H6B2H6 Protolýza organoboranů: 1. B(CH 2 CH 2 R) 3 + EtCOOH → 3 RCH 2 CH 3 Oxidační hydrolýzou: 1. B(CH 2 CH 2 R) 3 + NaOH + H 2 O 2 → 3 RCH 2 CH 2 OH organoborany: karboxylové kyseliny, alkany, alkylhalogenidy,sukundární aminy, atd.

16 Tetrahydroboraty M[BH 4 ] x kde M = Na, Li, Be, Al atd. silná nukleofilní redukční činidla = redukce organických funkčních skupin poměrně stálé, snadno rozpustné v H 2 O a v koordinujících rozpouštědlech Příprava: 1. 2 LiH + B 2 H 6 → 2 Li[BH 4 ] 2. 2 Na + 2 B 2 H 6 → Na[BH 4 ] + NaB 3 H 8 Výroba: (borosilikátová) 1. Na 2 B 4 O SiO Na + 8 H 2 → Na[BH 4 ] + 7 Na 2 SiO 3

17 nido-pentaboran B 5 H 9 bezbarvá kapalina (t.v. 60°C), tepelně stálý,chemicky velmi reaktivní, na vzduchu samozápalný možnost tvorby aniontu B 5 H 8 – (silnou bází) reakcí vznikají různé deriváty (např: MB 5 H 8 )

18 nido-dekaboran B 10 H 14 nejlépe prostudovaný, potenciální palivo bezbarvá, těkavá, krystalická látka, nerozpustná ve vodě, rozpustná v organikách příprava pyrolýzou diboranu reakce: odtržení H +, adice e –, přemyky, odbourávání klastrů, vznik metaloboranů, zvětšování klastrů tvorba M 2 B 10 H 14

19 closo-B n H n 2– stálé látky, nerozkládají se při 600°C B 10 H 10 2–, B 12 H 12 2– stálé vůči nukleofilům, citlivé na elektrofily oxidace B 10 H 10 2– Fe III vznik conjuncto-B 20 H 18 2–

20 Karborany (karba-borany) 1962 objev sloučeniny s C a B umístěných ve vrcholech mnohostěnů s trojúhelníkovými plochami [(CH) a (BH) m H b ] c– každá náhrada B za C je kompenzována odtržením H

21 closo-karborany: bezbarvé těkavé kapaliny, pevné látky, stálé arachno, nido: nestálé látky, náchylné k oxidaci příprava pyrolýzou: acetylen s boranem (nido, arachno) arachno-karborany: vznik degradací closo-boranů

22 tři izomerní ikosaedrické karborany snadná příprava, stálé, nejvíce prostudované příprava: acetylen s dekaboranem s bází tvorba různých substituovaných derivátů

23 Metallakarborany využití karboranových aniontů: koordinační ligandy tvorba látek sendvičového typu kovy: Fe II, Co III, Ni IV, Cr III,Pd II, Cu III, Au III (stabilizace vyššího ox. čísla stabilnější než metalloceny

24 Zdroje: Greenwood N. N., Earnshaw A.: Chemie prvků I Obrázky: internet, scifinder

25 DĚKUJI ZA POZORNOST


Stáhnout ppt "BORANY (HYDRIDY BORU). Historie: 1912 – A. Stock - klasický výzkum = nové sloučeniny se staly předzvěstí pozoruhodně pestré a složité chemie 1948 – rentgenografické."

Podobné prezentace


Reklamy Google