Русская Википедия:Борогидриды
Борогидриды (боранаты, тетрагидридобораты, тетрагидробораты) — неорганические комплексные соединения, содержащие группу борогидридную [BHШаблон:Sub]Шаблон:Sup, бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде, жидком аммиаке, аминах.
Свойства
Борогидридная группа [BHШаблон:Sub]Шаблон:Sup 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:
- <math>\mathsf{Na[BH_4] + 4H_2O \rightarrow NaOH + H_3BO_3 + 2H_2\uparrow}</math>
Гидролиз несколько замедляется в щелочной среде. Борогидриды разлагаются спиртами:
- <math>\mathsf{Na[BH_4] + 4CH_3OH \rightarrow Na[B(OCH_3)_4] + 2H_2\uparrow}</math>
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(BHШаблон:Sub)Шаблон:Sub], KШаблон:Sub[Ti(BHШаблон:Sub)Шаблон:Sub].
Получение
К способам синтеза борогидридов относятся:
- Реакция диборана с соединениями щелочных металлов (гидридами, амидами, гидроксидами, алкоголятами и др.):
- <math>\mathsf{B_2H_6 + 2NaH \rightarrow 2Na[BH_4]}</math>
- <math>\mathsf{2B_2H_6 + Al(CH_3)_3 \rightarrow Al(BH_4)_3 + B(CH_3)_3}</math>
- Реакция гидридов металлов с галогенидами бора, эфирами борной кислоты, боратами и др.:
- <math>\mathsf{4LiH + BCl_3 \rightarrow Li[BH_4] + 3LiCl}</math>
- <math>\mathsf{4NaH + B(OCH_3)_3 \rightarrow Na[BH_4] + 3CH_3ONa}</math>
- Обменная реакция борогидридов щелочных металлов с галогенидами переходных металлов:
- <math>\mathsf{4Na[BH_4] + TiCl_4 \rightarrow Ti[BH_4]_4 + 4NaCl}</math>
Количественный анализ борогидридов проводят следующими способами:
- Определение объёма водорода, выделяющегося при разложении борогидридов соляной кислотой:
- <math>\mathsf{Na[BH_4] + 4HCl \rightarrow Na[BCl_4] + 2H_2\uparrow}</math>
- 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
