Boraani

Boraanit on suuri ryhmä luonnossa esiintymättömiä boorin ja vedyn yhdisteitä. Monet boraanit oksidoituvat pelkässä ilmassa, joskus voimakkaastikin. Molekyyliä BH3 kutsutaan boraaniksi. Se on tunnettu ainoastaan kaasumaisessa muodossa ja dimerisoituu helposti diboraaniksi (B2H6). Suurimmat boraanit muodostuvat booriklustereista, jotka ovat monitahokkaita. Joillakin yhdisteillä esiintyy myös isomeriaa. Esimerkiksi eikosaboraanin B20H26 isomerien pohjana on kaksi kymmenen booriatomia sisältävää klusteria.

Pallotikkumalli boraanista BH3, joka on erittäin reaktiivinen

Tärkeimmät boraanit ovat diboraani, pentaboraani B5H9 ja dekaboraani B10H14. On myös olemassa boraaneja, joissa yksi tai useampi booriatomi on korvautunut jollain toisella atomilla. Tällaisia ovat esimerkiksi karboraanit, joissa boorin tilalla on hiili[1], ja metalloboraanit, joissa boori on korvautunut jollakin metallilla.

Boraanien yleiset kaavat

Yksiklusteriset boraanit voidaan jakaa neljään ryhmään, joilla on yleinen rakenne. Taulukossa n tarkoittaa booriatomien määrää.

Tyyppi Kaava Huomiot
kloso− BnHn2− Sellaisia neutraaleja boraaneja, jotka noudattaisivat kaavaa BnHn+2 ei tunneta
nido− BnHn+4
arakhno− BnHn+6
hypho− BnHn+8

On myös olemassa neutraaleja hyperkloso-boraaneja, joissa vety on korvautunut jollakin muulla ryhmällä ja joilla on teoreettinen kaava BnHn. Esimerkiksi B12(OCH2Ph)12, joka on hyperkloso-B12H12:n stabiili johdannainen.

Nimeäminen

Sähköisesti neutraalien boraanien nimissä booriatomien määrä ilmaistaan kreikkalaisilla etuliitteillä ja vetyatomien määrä merkitään nimen loppuun sulkeissa.

  • B5H9 pentaboraani(9)
  • B6H12 heksaboraani(12)

Anioneissa ilmoitetaan ensin vetyatomien määrä ja sen jälkeen booriatomien määrä ja anionin pääte -aatti. Varaus merkitään sulkeisiin.

  • B5H8− oktahydropentaboraatti(1-)

Myös ryhmien etuliitteet voidaan kertoa

  • B5H9 nido-pentaboraani(9)
  • B4H10 arakhno-tetraboraani(10)
  • B6H62− heksahydroheksaboraatti(2-)

Klusterityypit

1970-luvun alussa huomattiin, että booriklusterien geometria muistuttaa deltaedrejä tai deltaedrejä, joita puuttuu yksi tai useampi kärki.

Deltaedri Kärjet
Trigonaalinen kaksoispyramidi 5
Oktaedri 6
Pentagonaalinen kaksoispyramidi 7
Dodekaedri 8
Kolmikärkinen trigonaalinen prisma 9
Kaksikärkinen antiprisma 10
Oktadekaedri 11
Ikosaedri 12
  • Diboraani, B2H6
  • Pentaboraani, B5H9
  • Dekaboraani, B10H14
  • B12H122-

Klusterien nimeäminen on johdettu yksiklusteristen boraanien ryhmien nimistä.

  • hyperkloso- suljettu täydellinen klusteri, esimerkiksi dodekaedri
  • kloso- suljettu täydellinen klusteri, esimerkiksi ikosaedrin muotoinen B12H122−
  • nido- boori valtaa kärjen delta edriltä, esimerkiksi B5H9 on oktaedri, jolta puuttuu yksi kärki
  • arakhno- boori valtaa kaksi kärkeä deltaedriltä, esimerkiksi B4H10 on oktaedri, jolta puuttuu kaksi kärkeä
  • hypho- boori valtaa kolme kärkeä deltaedriltä, esimerkiksi B8H16 on mahdollisesti muodoltaa oktaedri, jolta puuttuu kolme kärkeä.
  • konjunkto- kahden tai useamman klusterin muodostelma

Boraanien kemiaa

Kaikki boraanit ovat värittömiä ja diamagneettisia. Ne reagoivat helposti ja jotkut ovat pyrofoorisia ja useat myrkyllisiä. Suurikokoisemmat boraanit ovat usein pienikokoisempia stabiilimpia.

Reaktiotapoja

Boraanien reaktioita ovat

Boraanit voivat myös toimia ligandeina kompleksiyhdisteissä.

Katso myös

Lähteet
  1. Raimo Alén: Kokoelma orgaanisia yhdisteitä, s. 781. Consalen Consulting, 2009. ISBN 978-952-92-5627-3.

    Aiheesta muualla
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.