Бор – типичный неметалл

Общая и неорганическая химия

ЛЕКЦИИ

Лекция 13. Бор и подгруппа алюминия (Al, Ga, In, Tl).

Свойства простых веществ[[1],[2]]
	B	Al	Ga	In	Tl
Температура плавления, ^0С
Температура кипения, ^0С
Радиус атома, пм (10^-12 м)
Радиус иона Э^3+, пм

Элементарный бор существует в кристаллической и аморфной формах. Кристаллический бор – полупроводник; с повышением температуры его электропроводность возрастает, в отличие от металлов.

Бор образует с водородом ряд летучих соединений – боранов, при комнатной температуре диборан B₂H₆ и тетраборан B₄H₁₀ газообразны, более тяжелые – жидкости, самовоспламеняющиеся на воздухе.

У боранов очень высокая теплота сгорания (у B₂H₆ выделяется 2025 кДж/моль, а у С₂H₆ – всего лишь 1425 кДж/моль). Поэтому все они и их производные испытаны в качестве ракетных топлив. Основные препятствия для такого применения – самовоспламеняемость и очень высокая токсичность.

Уникальная особенность строения боранов – многоцентровые связи. Водород в них формально двухвалентный, а бор в пента- и декаборане – пятивалентный, хотя у него, как элемента второго периода, есть только 4 орбитали (1s и 3p).

Структурная формула диборана

Схема распределения электронов по орбиталям в трехцентровых связях диборана [[3]]

Структурные формулы из статьи М.М.Левицкого и Д.А.Леменовского

Соединения бора с азотом (1:1) оказываются аналогами углерода. Вещество состава BN (нитрид бора) существует в двух модификациях: “белый графит” и “боразон” или “эльбор”, по твердости равный алмазу. Совершенно одинаковы и соответствующие кристаллические решетки веществ, только у нитрида бора каждые два атома углерода заменены парой атомов азота и бора.

Боразон сохраняет свою твердость при температуре до 2000⁰С, алмаз на воздухе сгорает при 800⁰С.

Особенно интересными оказались свойства соединения B₃N₃H₆ (температура плавления -56⁰, кипения +55⁰С). Вещество, названное боразолом, – электронный и химический аналог бензола.

3 B₂H₆ + 6 NH₃ ® 2 B₃N₃H₆ + 12 H₂

Дата добавления: 2014-12-16