Декаборан
Декаборан
Трехмерная структура декаборана
Имена
Другие имена
декаборан
тетрадекагидрид декабора
Идентификаторы
  • 17702-41-9 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
ChemSpider
  • 21241886 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.037.904
Номер ЕС
  • 241-711-8
CID PubChem
  • 6328162
УНИИ
  • 4O04290A2J проверятьИ
  • DTXSID80880049
  • InChI=1S/B10H14/c11-5-1-2-3(1,5)7(2,9(3,5,11)13-7)8(2)4(1,2)6(1,5)10(4,8,12-6)14-8/h1-10H проверятьИ
    Ключ: XAMMYYSPUSIWAS-UHFFFAOYSA-N проверятьИ
  • InChI=1/B10H14/c11-5-1-2-3(1,5)7(2,9(3,5,11)13-7)8(2)4(1,2)6(1,5)10(4,8,12-6)14-8/h1-10H
    Ключ: XAMMYYSPUSIWAS-UHFFFAOYAD
  • [H]1[BH]234[BH]156[BH]278[BH]39([H]4)[BH]712[BH]853[BH]645[BH]311[BH]922[BH]14 ([Н]5)[Н]2
Характеристики
Б 10 Н 14
Молярная масса122,22 г/моль
ПоявлениеБелые кристаллы
Запахгорький, шоколадный или жженый каучук [1]
Плотность0,94 г/см 3 [1]
Температура плавления97–98 °C (207–208 °F; 370–371 K)
Точка кипения213 °C (415 °F; 486 К)
Растворимость в других растворителяхСлегка, в холодной воде. [1]
Давление пара0,2 мм рт. ст. [1]
Опасности
Охрана труда и техника безопасности (OHS/OSH):
Основные опасности
может самопроизвольно воспламеняться при контакте с воздухом [1]
Маркировка СГС :
GHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS06: ТоксичноGHS07: Восклицательный знакGHS08: Опасность для здоровья
Опасность
H228 , H301 , H310 , H316 , H320 , H330 , H335 , H336 , H370 , H372
Р210 , Р240 , Р241 , Р260 , Р261 , Р262 , Р264 , Р270 , Р271 , Р280 , Р284 , Р301+Р310 , Р302+Р350 , Р304+Р340 , Р305+Р351+Р338 , Р307+Р311 , Р310 , Р312 , Р314 , Р320 , Р321 , Р322 , Р330 , Р332+Р313 , Р337+Р313 , Р361 , Р363 , Р370+Р378 , Р403+Р233 , Р405 , Р501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasFlammability 2: Must be moderately heated or exposed to relatively high ambient temperature before ignition can occur. Flash point between 38 and 93 °C (100 and 200 °F). E.g. diesel fuelInstability 2: Undergoes violent chemical change at elevated temperatures and pressures, reacts violently with water, or may form explosive mixtures with water. E.g. white phosphorusSpecial hazard W: Reacts with water in an unusual or dangerous manner. E.g. sodium, sulfuric acid
3
2
2
Вт
точка возгорания80 °C; 176 °F; 353 К
149 °C (300 °F; 422 К)
Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК):
276 мг/м 3 (крыса, 4 часа)
72 мг/м 3 (мышь, 4 часа)
144 мг/м 3 (мышь, 4 часа) [2]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (допустимый)
TWA 0,3 мг/м 3 (0,05 ppm) [кожа] [1]
РЕЛ (рекомендуется)
TWA 0,3 мг/м 3 (0,05 ppm) ST 0,9 мг/м 3 (0,15 ppm) [кожа] [1]
IDLH (Непосредственная опасность)
15 мг/м 3 [1]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
проверятьИ проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Декаборан , также называемый декабораном(14) , является неорганическим соединением с химической формулой B 10 H 14 . Он классифицируется как боран и, более конкретно, кластер гидрида бора . Это белое кристаллическое соединение является одним из основных кластеров гидрида бора, как в качестве эталонной структуры, так и в качестве предшественника других гидридов бора. Он токсичен и летуч, выделяя неприятный запах, похожий на запах жженой резины или шоколада.

Обращение, свойства и структура

Физические характеристики декаборана (14) напоминают характеристики нафталина и антрацена , все три из которых являются летучими бесцветными твердыми веществами. Сублимация является распространенным методом очистки. Декаборан легко воспламеняется и горит ярко-зеленым пламенем, как и другие боргидриды . Он не чувствителен к влажному воздуху, хотя он гидролизуется в кипящей воде, выделяя водород и давая раствор борной кислоты . Он растворим в холодной воде, а также в различных неполярных и умеренно полярных растворителях . [3]

В декаборане структура B 10 напоминает неполный октадекаэдр . Каждый бор имеет один «радиальный» гидрид, а четыре атома бора вблизи открытой части кластера имеют дополнительные гидриды. На языке кластерной химии структура классифицируется как «нидо».

Синтез и реакции

Обычно его синтезируют путем пиролиза более мелких кластеров гидрида бора . Например, пиролиз B2H6 или B5H9 дает декаборан с потерей H2 . [ 4] В лабораторных масштабах борогидрид натрия обрабатывают трифторидом бора, получая NaB11H14 , который подкисляют , чтобы выделить боран и водород . [ 3 ]

Он реагирует с основаниями Льюиса (L), такими как CH 3 CN и Et 2 S , с образованием аддуктов: [5] [6]

С 10 Н 14 + 2 Л → С 10 Н 12 Л 2 + Н 2

Эти виды, которые классифицируются как «арахно»-кластеры, в свою очередь реагируют с ацетиленом, образуя «клозо» -орто-карборан :

В10Н12 · 2Л + С2Н2 → С2 В10Н12 + 2Л + Н2​​​​

Декаборан(14) — слабая кислота Бренстеда . Монодепротонирование приводит к образованию аниона [B 10 H 13 ] − , снова имеющего структуру нидо.

В реакции Бреллокса декаборан превращается в арахно-CB 9 H 14 − :

B10H14 + CH2O + 2OH− + H2O → CB9H14− + B ( OH ) 4− + H2​​​

Возможные применения

Декаборан не имеет значительных коммерческих применений, хотя соединение часто исследовалось. Он и его производные были исследованы в качестве добавки к специальным высокоэффективным ракетным топливам . Его производные также были исследованы, например, этилдекаборан. [ необходима цитата ]

Декаборан является эффективным реагентом для восстановительного аминирования кетонов и альдегидов. [7]

Декаборан был оценен для низкоэнергетической ионной имплантации бора в производстве полупроводников . Он также рассматривался для плазменно - химического осаждения из паровой фазы для производства тонких пленок , содержащих бор . В исследованиях по термоядерному синтезу поглощающая нейтроны природа бора привела к использованию этих тонких пленок, богатых бором, для «борирования» стенок вакуумной камеры токамака для уменьшения рециркуляции частиц и примесей в плазму и улучшения общей производительности. [8] Он был оценен в контексте ядерного синтеза . [9]

Безопасность

Декаборан, как и пентаборан , является мощным токсином, поражающим центральную нервную систему , хотя декаборан менее токсичен, чем пентаборан. Он может всасываться через кожу.

Очистка сублимацией требует динамического вакуума для удаления выделяющихся газов. Сырые образцы взрываются около 100 °C. [6]

Образует взрывоопасную смесь с четыреххлористым углеродом , что вызвало часто упоминаемый взрыв на производственном предприятии. [10]

В кристаллической форме он бурно реагирует с красной и белой дымящейся азотной кислотой , которая используется в качестве окислителя ракетного топлива, вызывая чрезвычайно мощную детонацию. [11]


Ссылки

  1. ^ abcdefgh Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0175". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ "Декаборан". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  3. ^ ab Гэри Б. Данкс, Кэти Палмер-Ордонез, Эдди Хедайя "Decaborane(14)" Inorg. Synth. 1983, т. 22, стр. 202–207. doi :10.1002/9780470132531.ch46
  4. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  5. ^ Чарльз Р. Кутал; Дэвид А. Оуэн; Ли Дж. Тодд (1968). " клозо -1,2-дикарбадодекаборан(12): [ 1,2-дикарбаклододекаборан(12 )]". Неорганические синтезы . Т. 11. С. 19–24. doi :10.1002/9780470132425.ch5. ISBN 978-0-470-13170-1.
  6. ^ ab M. Frederick Hawthorne; Timothy D. Andrews; Philip M. Garrett; Fred P. Olsen; Marten Reintjes; Fred N. Tebbe; Les F. Warren; Patrick A. Wegner; Donald C. Young (1967). "Икосаэдрические карбораны и промежуточные соединения, ведущие к получению производных карбаметаллического боргидрида". Неорганические синтезы . Т. 10. С. 91–118. doi :10.1002/9780470132418.ch17. ISBN 978-0-470-13241-8.
  7. ^ Чон У Бэ; Сын Хван Ли; Ён Джин Чо; Чол Мин Юн (2000). «Восстановительное аминирование карбонилов аминами с использованием декаборана в метаноле». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 (2): 145–146. doi :10.1039/A909506C.
  8. ^ Накано, Т.; Хигашиджима, С.; Кубо, Х.; Ягю, Дж.; Араи, Т.; Асакура, Н.; Итами, К. «Эффекты борирования с использованием дейтерированного декаборана (B10D14) в JT-60U». 15-й PSI Гифу, стр. 1-05 . Сокэндай, Япония: Национальный институт термоядерных наук. Архивировано из оригинала 2004-05-30.
  9. ^ Ван, Брайан (27.03.2018). "LPP Fusion имеет средства для попытки достичь чистой прибыли от ядерного синтеза | NextBigFuture.com". NextBigFuture.com . Получено 27.03.2018 .
  10. ^ «Сокращенная версия 79-й научно-исследовательской лекции факультета, представленной профессором М. Фредериком Хоторном». Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе .
  11. ^ "Самая РАЗРУШИТЕЛЬНАЯ химическая реакция из двух НЕвзрывчатых компонентов". YouTube . 21 декабря 2023 г. Название видео на YouTube: "Самая РАЗРУШИТЕЛЬНАЯ химическая реакция из двух НЕвзрывчатых компонентов"

Дальнейшее чтение

  • "Декаборан(14)". Веб-книга . NIST.
  • «Бор и его соединения». Национальный реестр загрязняющих веществ . Правительство Австралии.
  • «Декаборан». Портал органической химии.
  • «Соединения бора: декаборан (14)». WebElements.
  • «Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям — Декаборан». Центры по контролю и профилактике заболеваний.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Декаборан&oldid=1241346464"