Бор
Для трактовки химических свойств летучих бороводородов основное значение имеет то обстоятельство, что атомы бора не является полностью экранированными. В результате присоединения к ним тех или иных частиц из окружающей Среды вероятны, вообще говоря, два основных направления первичного элементарного процесса: разрыв водородных мостиков или миграция протонов, приводящая к отщеплению Н2 и образованию ковалентных связей В-В. Выбор того или иного направления зависит от свойств присоединяющихся частиц. Так как полнее изучены химические превращения диборана, они преимущественно и рассматриваются ниже.
При действии ультрафиолетовых лучей (с длиной волны 184,9 нм) диборан параллельно испытывает два типа распада — В2Н6 = B2H5 + Н и В2Н6 = ВН3 + ВН3 — причём вероятности осуществления того или иного относятся приблизительно как 10:1. В смеси диборана с бортрихлоридом при обычных температурах устанавливается смещённое влево равновесие по схеме:
В2Н6 + ВCl3 = В2Н5Cl + ВНCl2
Первичной стадией взаимодействия диборана с водой является разрыв мостиковых связей:
Н2О + Н2В(НН) ВН2 + ОН2 = 2 Н2ОВН3.
Вслед за тем протон из молекулы воды мигрирует в отрицательно поляризованный водород связи В-Н, что сопровождается отщеплением молекулы водорода:
Н2ОВН3 ® Н2 + НОВН2.
Далее тот же процесс дважды повторяется по схеме:
Н2О + ВН2(ОН) Û Н2ОВН2(ОН) Û Н2 + НВ(ОН)2 Û Н2 + (НО)3В и
Н2О + ВН(ОН)2 Û Н2 + (НО)3В.
Так как у каждого атома бора в промежуточных продуктах гидролиза — НОВН2 и (НО)2ВН — занято лишь по три координационных места, вероятность присоединения к ним молекул воды больше, чем к атомам бора в диборане. Отсюда и бульшая скорость рассматриваемых вторичных реакций по сравнению с первичной, из-за чего промежуточные продукты гидролиза не накапливаются. При -130 °С для диборана был получен кристаллогидрат состава В2Н6·2Н2О с вероятной структурой 2Н2ОВН3, что соответствует первой стадии приведённого выше хода гидролиза.
Гидролитическое разложение остальных бороводородов идёт гораздо медленнее, чем диборана. До известной степени это обусловлено их малой растворимостью в воде. Так, было показано, что взаимодействие В5Н9 и Н2О по суммарной схеме:
В5Н9 + 15 Н2О = 12 Н2 + 5 В(ОН)3
несравненно быстрее протекает в диоксановом растворе обоих веществ, чем при их непосредственном контакте.
Подобно силанам, бораны не взаимодействуют с концентрированной серной кислотой. С сильными щелочами идёт реакция, не имеющая аналогии в химии кремния: помещённая в атмосферу В2Н6 палочка КОН покрывается белой коркой кристаллического гипобората калия, образующегося по схеме:
КОН + Н2В(НН)ВН2 + КОН = 2 К[HOBH3].
Твёрдые гипобораты натрия и калия устойчивы. На воздухе они притягивают влагу и расплываются, причём начинает протекать их последовательный гидролиз по схемам:
К[ВН3OН] + H2О = К[(HO)2BH2] + H2, затем
K[ВН2(OH)2] + Н2O = К[BH(OH)3] + H2
и наконец K[ВН(OH)3] + Н2O = К[B(OH)4] + H2.
В присутствии большого избытка щёлочи самопроизвольное разложение гипоборатов протекает очень медленно, но при разбавлении раствора водой оно значительно ускоряется. Ещё быстрее, практически моментально, идёт распад при подкислении раствора. Гипобораты и продукты их частичного гидролиза являются исключительно сильными восстановителями. Так, из солей Ag, Hg, Bi и Sb они выделяют свободные металлы.
Смотрите также
Содержание глутаминовой кислоты в камерной влаге
...
Химия, элементы таблицы Менделеева
...
Железо и его роль
Герою знаменитого романа
Даниэля Дефо повезло. Корабль, с которого он спасся, сидел на мели совсем
недалеко от острова. Робинзон сумел погрузить на плот все необходимое и
благополучно переп ...