Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Борон қосылыстары - борон элементін құрайтын қосылыстар. Ең танымал қосылыстарда бордың формальды тотықсу күйі +3 болады. Оларға оксидтер, сульфидтер, нитридтер және галоидтар жатады.
Boron compounds are compounds containing the element boron. In the most familiar compounds, boron has the formal oxidation state +3. These include oxides, sulfides, nitrides, and halides.
Галоидтар
Трихалидтер жазықтық тригоналды құрылымды қабылдайды. Бұл қосылыстар Льюис қышқылдары болып табылады, өйткені олар электрондық жұп донорлармен тез қосылыстар жасайды, олар Льюис негіздері деп аталады. Мысалы, фтор (F−) және борон трифтор (BF3) бірігіп тетрафторборат анионы, BF4− береді. Борон трифторлы газ мұнай-химия өнеркәсібінде катализатор ретінде қолданылады. Галоидтар сумен әрекеттесіп, борик қышқылы пайда болады.
The trihalides adopt a planar trigonal structure. These compounds are Lewis acids in that they readily form adducts with electron pair donors, which are called Lewis bases. For example, fluoride (F−) and boron trifluoride (BF3) combined to give the tetrafluoroborate anion, BF4−. Boron trifluoride is used in the petrochemical industry as a catalyst. The halides react with water to form boric acid.
Боран
Боран - Борон мен сутегінің химиялық қосылыстары, жалпы формуласы BxHy. Бұл қосылыстар табиғатта кездеспейді. Боранның көп бөлігі ауамен байланыста тез тотыққан, кейбіреулері қатты тотыққан. Бастапқы мүше BH3 бор деп аталады, бірақ ол тек газ күйінде ғана белгілі және диборанды, B2H6 қалыптастыру үшін димеризацияланады. Үлкен борандардың барлығы полиэдрлі борон шоғырларынан тұрады, олардың кейбіреулері изомерлер ретінде бар. Мысалы, B20H26 изомерлері 10 атомды екі топтаманың бірігуіне негізделген. Ең маңызды борандар - диборан B2H6 және оның екі пиролиз өнімдері, пентаборан B5H9 және декаборан B10H14. Анионды бор гидридтерінің көп саны белгілі, мысалы [B12H12]2−. Боранның формальды тотығу саны оң болып табылады және активті металл гидридтеріндегідей сутек -1 деп есептеледі деген болжамға негізделген. Бор атомдарының орташа тотығу саны - молекуладағы сутегі мен бордың арақатынасы. Мысалы, диборан B2H6 борынның тотығу күйі +3, ал декаборан B10H14 - 7/5 немесе +1.4. Бұл қосылыстарда бордың тотығу күйі көбінесе бүтін сан емес.
Boranes are chemical compounds of boron and hydrogen, with the generic formula of BxHy. These compounds do not occur in nature. Many of the boranes readily oxidise on contact with air, some violently. The parent member BH3 is called borane, but it is known only in the gaseous state, and dimerises to form diborane, B2H6. The larger boranes all consist of boron clusters that are polyhedral, some of which exist as isomers. For example, isomers of B20H26 are based on the fusion of two 10 atom clusters. The most important boranes are diborane B2H6 and two of its pyrolysis products, pentaborane B5H9 and decaborane B10H14. A large number of anionic boron hydrides are known, e. g. [B12H12]2−. The formal oxidation number in boranes is positive, and is based on the assumption that hydrogen is counted as −1 as in active metal hydrides. The mean oxidation number for the boron atoms is then simply the ratio of hydrogen to boron in the molecule. For example, in diborane B2H6, the boron oxidation state is +3, but in decaborane B10H14, it is 7/5 or +1.4. In these compounds the oxidation state of boron is often not a whole number.
Нитридтер
Борон нитридтері олардың әр түрлі құрылымдарымен ерекшеленеді. Олардың құрылымы көміртегінің әртүрлі аллотроптарына, соның ішінде графитке, алмасқа және нанотүтіктерге ұқсас. Алмазға ұқсас құрылыста, кубикалық бор нитриді (сауда атауы Боразон) деп аталады, бор атомдары алмастағы көміртек атомдарының тетраэдрлік құрылымында бар, бірақ әр төрт БН байланысының біреуін координаттық ковалентті байланыс ретінде қарастыруға болады, онда екі электронды азот атомы береді, ол Льюис қышқыл бор орталығына байланысты Льюис базасы ретінде әрекет етеді. Кубикалық борон нитриді, басқа да қолданбалар арасында, абразив ретінде қолданылады, өйткені оның қатаңдығы алмасқа тең (екі зат бір-біріне сызықтарды шығара алады). Графиттің BN қосылысы аналогында, алты бұрышты борон нитриді (h BN), әрбір жазықтықтағы оң зарядты борон және теріс зарядты азот атомдары келесі жазықтықтағы қарама-қарсы зарядты атоммен іргелес жатыр. Нәтижесінде графит пен h BN өте әртүрлі қасиеттерге ие, бірақ екеуі де майлау материалдары, өйткені бұл жазықтықтар бір-бірінен оңай өтіп кетеді. Алайда h BN жазық бағытта электрлік және жылу өткізгіші болып табылады.
The boron nitrides are notable for the variety of structures that they adopt. They exhibit structures analogous to various allotropes of carbon, including graphite, diamond, and nanotubes. In the diamond like structure, called cubic boron nitride (tradename Borazon), boron atoms exist in the tetrahedral structure of carbon atoms in diamond, but one in every four B N bonds can be viewed as a coordinate covalent bond, wherein two electrons are donated by the nitrogen atom which acts as the Lewis base to a bond to the Lewis acidic boron(III) centre. Cubic boron nitride, among other applications, is used as an abrasive, as it has a hardness comparable with diamond (the two substances are able to produce scratches on each other). In the BN compound analogue of graphite, hexagonal boron nitride (h BN), the positively charged boron and negatively charged nitrogen atoms in each plane lie adjacent to the oppositely charged atom in the next plane. Consequently, graphite and h BN have very different properties, although both are lubricants, as these planes slip past each other easily. However, h BN is a relatively poor electrical and thermal conductor in the planar directions.
Органоборон химиясы
Көптеген органоборон қосылыстары белгілі және олардың көбі органикалық синтезде пайдалы. Көптегендер диборанды, B2H6 қарапайым боран химиялық затын қолдана отырып, гидроборациядан өндіріледі. Органоборон ((III) қосылыстары әдетте тетраэдрлі немесе тригональды жазықтықты, мысалы, тетрафенилборат, [B ((C6H5) 4) ]- трифенилборан, B ((C6H5) 3) қарсы. Алайда, бір-бірімен әрекеттесетін бірнеше борон атомдары толығымен борон атомдарынан немесе көміртек гетероатомдарының әртүрлі санынан тұратын жаңа додекаэдрлік (12 жақты) және икосаэдрлік (20 жақты) құрылымдарды қалыптастыруға бейім. Органоборонды химиялық заттар бор карбиді (төменде қараңыз) сияқты әр түрлі мақсаттарда пайдаланылады, ол бор көміртек кластерлері аниондары мен катиондарынан тұратын күрделі өте қатты керамика, карборанға, карбон-бор кластерлері химиялық қосылыстарына, олар галогенденіп, реактивті құрылымдарды, соның ішінде карборан қышқылы, суперкислотаны құрай алады. Мысалы, карборандар қатерлі ісікке арналған борлы нейтронды тұтқындау терапиясы үшін борлы қосылыстарды синтездеу үшін басқа биохимиялық заттарға қосқыш борынды қосқан пайдалы молекулалық бөліктерді құрайды.
A large number of organoboron compounds are known and many are useful in organic synthesis. Many are produced from hydroboration, which employs diborane, B2H6, a simple borane chemical. Organoboron(III) compounds are usually tetrahedral or trigonal planar, for example, tetraphenylborate, [B(C6H5)4]− vs. triphenylborane, B(C6H5)3. However, multiple boron atoms reacting with each other have a tendency to form novel dodecahedral (12 sided) and icosahedral (20 sided) structures composed completely of boron atoms, or with varying numbers of carbon heteroatoms. Organoboron chemicals have been employed in uses as diverse as boron carbide (see below), a complex very hard ceramic composed of boron carbon cluster anions and cations, to carboranes, carbon boron cluster chemistry compounds that can be halogenated to form reactive structures including carborane acid, a superacid. As one example, carboranes form useful molecular moieties that add considerable amounts of boron to other biochemicals in order to synthesize boron containing compounds for boron neutron capture therapy for cancer.
B (I) және B (II) қосылыстары
Гидридтер кластерлері бойынша борон формальды тотығу күйі үштен төмен тұрақты қосылыстар түрін құрайды. B2F4 және B4Cl4 жақсы сипатталған. Металл бордың қос қосылыстары, металл борлары, борды теріс тотығу күйінде қамтиды. Магний дибориді (MgB2) мысал ретінде келтіріледі. Әрбір борон атомының формальды заряды -1, ал магнийге +2 формальды заряд беріледі. Бұл материалда бор орталықтары үшбұрышты жазықтықта әр борон үшін қосымша қос байланыспен, графиттегі көміртекке ұқсас табақтарды қалыптастырады. Алайда, ковалентті атомдар жазықтығында электрондары жоқ алты бұрышты борон нитридінен айырмашылығы, магний диборидіндегі делокализацияланған электрондар оған изоэлектронды графитке ұқсас электрді өткізеді. 2001 жылы бұл материалдың жоғары температуралы суперөткізгіш екені анықталды. Бұл белсенді дамып келе жатқан суперөткізгіш. CERN-дегі MgB2 кәбілдерін жасау жобасы өте жоғары ток тарату үшін 20,000 амперді жеткізе алатын суперөткізгіш сынақ кәбілдерін жасады, мысалы, үлкен адронлы коллайдердің жоғары жарықты нұсқасы. Кейбір басқа металл боридтері кескіш құралдар үшін қатты материалдар ретінде арнайы қолданыста болады. Көбінесе боридтердегі бор фракциялық тотығу күйіне ие, мысалы -1/3 кальций гексаборидінде (CaB6). Құрылымдық тұрғыдан қарағанда, бордың ең ерекше химиялық қосылыстары - гидридтер. Бұл топқа додекаборат , декаборан (B10H14) және C2B10H12 сияқты карборандар кіреді . Мұндай қосылыстарда координациялық саны төрттен жоғары борон бар.
As anticipated by its hydride clusters, boron forms a variety of stable compounds with formal oxidation state less than three. B2F4 and B4Cl4 are well characterized. Binary metal boron compounds, the metal borides, contain boron in negative oxidation states. Illustrative is magnesium diboride (MgB2). Each boron atom has a formal −1 charge and magnesium is assigned a formal charge of +2. In this material, the boron centers are trigonal planar with an extra double bond for each boron, forming sheets akin to the carbon in graphite. However, unlike hexagonal boron nitride, which lacks electrons in the plane of the covalent atoms, the delocalized electrons in magnesium diboride allow it to conduct electricity similar to isoelectronic graphite. In 2001, this material was found to be a high temperature superconductor. It is a superconductor under active development. A project at CERN to make MgB2 cables has resulted in superconducting test cables able to carry 20,000 amperes for extremely high current distribution applications, such as the contemplated high luminosity version of the large hadron collider. Certain other metal borides find specialized applications as hard materials for cutting tools. Often the boron in borides has fractional oxidation states, such as −1/3 in calcium hexaboride (CaB6). From the structural perspective, the most distinctive chemical compounds of boron are the hydrides. Included in this series are the cluster compounds dodecaborate , decaborane (B10H14), and the carboranes such as C2B10H12. Characteristically such compounds contain boron with coordination numbers greater than four.