Соединение бора с водородом напрямую невозможно, но существуют бороводороды или бораны, получаемые косвенным образом. Они известны в большом разнообразии и имеют общую формулу ВхНу.
Соединение бора с водородом – бороводород: особенности получения и свойства
Бороводороды – нестандартное водородное соединение бора. Наиболее простым из этого класса является диборан с формулой В2Н6, выступающий в роли исходного компонента для синтезирования остальных боранов. Он получается путем восстановления соединений самого элемента В с помощью гидрида натрия при нагреве до температуры 175 градусов по Цельсию: 2BF3+6NaH B2H6↑+6NaF.
В молекуле отсутствует прямая химическая связь между атомами элемента В и появляется образование двух трехцентровых связей. Более сложные бороводороды (В4Н10, В5Н9 и другие) имеют не только трехцентровые связи, но и между атомами бора.
Данные соединения бора и водорода ядовиты, обладают неприятным запахом, отлично растворяются в растворителях органического происхождения. Среди других химических свойств бороводородов выделяют:
- гидролизация с выделением водорода: В2Н6+6Н2О→2Н3ВО3+6Н2↑;
- образование устойчивых комплексных соединений с гидридами щелочных металлов: 2NaH+B2H6 → 2Na(BH4).
Получаемые тетрагидробораты используют в органической химии в качестве восстановителей.
Каждое водородное соединение бора имеет формулу и свои особенности. Наибольшим интересом из них пользуются:
- пентаборан (B5H9) – отличается жидкой формой, имеющей запах чеснока или ацетилена. Температура плавления – 46,6 градусов по Цельсию и закипания – 48 градусов;
- декаборан (B10H14) – кристаллическое вещество белого цвета, выделяющее неприятный запах. Температура плавления 99,7, а закипания – 213 градусов Цельсия;
- диборан (B2H6) – летучее водородное соединение бора представляет собой бесцветный газ, у которого температура кипения составляет 92,5 градусов Цельсия и плавления – 165,5 градусов Цельсия. Можно идентифицировать по запаху, схожему с тухлыми яйцами.
Отрицательное свойство бороводородов заключается в их высокой токсичности, превышающей синильную кислоту и фосген. Предельно допустимая концентрация в воздухе составляет 0,0001 – 0,00003 мг/л.
Соединение бора с водородом: применение
Получаемый при реакции взаимодействия HCl или фтороводорода с металлическими гидридами, гидрированием BCl3 водородом и прочими способами имеет большой интерес в качестве перспективного реактивного топлива. Но, не смотря на свою эффективность, топливные элементы, основанные на борогидридах, ещё не получили большого распространения по причине дороговизны производимого электричества, зависит от стоимости каталитических систем и других составляющих. Также, B2H6 применяется для:
- получения элементарного бора;
- нанесения боридного слоя на металл в качестве защитного покрытия.
Определенные производные соединения бора с водородом могут являться исходным сырьем, используемым при получении термоустойчивых полимеров.
