Decaborane - Decaborane

Decaborane
Трехмерная структура декаборана
Имена
Другие имена
декаборан
декаборон тетрадекагидрид
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.037.904 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 241-711-8
UNII
Характеристики
B10ЧАС14
Молярная масса122,22 г / моль
ВнешностьБелые кристаллы
ЗапахГорький, шоколад -подобно[1]
Плотность0,94 г / см3[1]
Температура плавления 97–98 ° С (207–208 ° F, 370–371 К)
Точка кипения 213 ° С (415 ° F, 486 К)
Растворимость в других растворителяхНемного в холодной воде. [1]
Давление газа0,2 мм рт. Ст.[1]
Опасности
Главный опасностиможет самовоспламеняться при контакте с воздухом[1]
Пиктограммы GHSGHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS06: ТоксичноGHS07: ВредноGHS08: Опасность для здоровья
Сигнальное слово GHSОпасность
H228, H301, H310, H316, H320, H330, H335, H336, H370, H372
P210, P240, P241, P260, P261, P262, P264, P270, P271, P280, P284, P301 + 310, P302 + 350, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P307 + 311, P310, P312, P314, P320, P321, P322, P330, P332 + 313, P337 + 313
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания 80 ° С; 176 ° F; 353 К
149 ° С (300 ° F, 422 К)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
276 мг / м3 (крыса, 4 часа)
72 мг / м3 (мышь, 4 ч.)
144 мг / м3 (мышь, 4 ч.)[2]
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 0,3 мг / м3 (0,05 частей на миллион) [кожа][1]
REL (Рекомендуемые)
TWA 0,3 мг / м3 (0,05 частей на миллион) ST 0,9 мг / м3 (0,15 частей на миллион) [кожа][1]
IDLH (Непосредственная опасность)
15 мг / м3[1]
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Decaborane, также называемый декаборана (14), это боран с химическая формула B10ЧАС14. 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, с неприятным запахом.[3]

Обработка, свойства и структура

По физическим характеристикам декаборан (14) напоминает таковые у нафталин и антрацен, все три из которых являются летучими бесцветными твердыми веществами. Сублимация это общепринятый метод очистки. Декаборан легко воспламеняется, но, как и другие гидриды бора, он горит ярким зеленым пламенем. Он не чувствителен к влажному воздуху, хотя гидролизуется в кипящей воде, выделяя водород и давая раствор борная кислота. Растворим в холодной воде, а также в различных неполярных и умеренно полярных. растворители.[3]

В декаборане B10 каркас напоминает неполный октадекаэдр. Каждый бор имеет один «радиальный» гидрид, а четыре атома бора около открытой части кластера содержат дополнительные гидриды. На языке кластерной химии структура классифицируется как «нидо».

Синтез и реакции

Обычно он синтезируется через пиролиз более мелкого гидрида бора кластеры. Например, пиролиз B2ЧАС6 или же B5ЧАС9 дает декаборан, с потерей H2.[4] В лабораторных условиях борогидрид натрия обрабатывают трифторидом бора, чтобы получить NaB11ЧАС14, который подкисляется с выделением борана и газообразного водорода.[3]

Он реагирует с основаниями Льюиса (L), такими как CH3CN и Et2S, с образованием аддуктов:[5][6]

B10ЧАС14 + 2 л → б10ЧАС12L2 + H2

Эти виды, которые классифицируются как «арахно» кластеры, в свою очередь реагируют с ацетилен дать "близко" орто-карборан:

B10ЧАС12· 2L + C2ЧАС2 → С2B10ЧАС12 + 2 L + H2

Декаборан (14) - слабый Кислота Бренстеда. Монодепротонирование порождает анион [B10ЧАС13]−, опять со структурой нидо.

Приложения

Декаборан не имеет значительного применения, хотя это соединение часто исследовалось.

Поскольку молекула разлагается в плазме с образованием одноатомных ионов бора, декаборан потенциально полезен в качестве топлива для аневтронный синтез.[7] В 2018 году LPP Fusion объявила о планах использования этого материала в своем следующем раунде термоядерных экспериментов.[8] Декаборан был оценен как низкоэнергетический ионная имплантация бора при производстве полупроводники. Это также было рассмотрено для плазма -помощь химическое осаждение из паровой фазы для производства борсодержащих тонкие пленки. В исследованиях термоядерного синтеза нейтрон -поглощающая природа бора привела к использованию этих тонких богатых бором пленок для «боризации» стенок токамак вакуумный сосуд, чтобы уменьшить рециркуляцию частиц и примесей в плазму и улучшить общую производительность.[9]

Decaborane также был разработан как добавка к специальной высокоэффективной ракетное топливо. Его производные также были исследованы, например этил декаборан.

Декаборан - эффективный реагент для восстановительное аминирование кетонов и альдегидов.[10]

Безопасность

Декаборан, вроде пентаборана, является мощным токсином, влияющим на Центральная нервная система, хотя декаборан менее токсичен, чем пентаборан. Может впитываться через кожу.

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

Образует взрывоопасную смесь с четыреххлористый углерод, что вызвало часто упоминаемый взрыв на производственном предприятии.[11]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0175". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ «Декаборан». Немедленно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH). Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ а б c Гэри Б. Данкс, Кэти Палмер-Ордонез, Эдди Хедая "Decaborane (14)" Inorg. Synth. 1983, т. 22. С. 202–207. Дои: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)». Неорганические синтезы. 11: 19–24. Дои:10.1002 / 9780470132425.ch5.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  6. ^ а б М. Фредерик Хоторн, Тимоти Д. Эндрюс, Филип М. Гарретт, Фред П. Олсен, Мартен Рейнтьес, Фред Н. Теббе, Лес Ф. Уоррен, Патрик А. Вегнер, Дональд К. Янг (1967). «Икосаэдрические карбораны и промежуточные соединения, ведущие к получению карбаметаллических производных гидрида бора». Неорганические синтезы. 10: 91–118. Дои:10.1002 / 9780470132418.ch17.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  7. ^ Lerner, E. J .; Терри, Р. Э. (2005). «Продвигается к синтезу pB11 с фокусом плотной плазмы» (pdf).
  8. ^ Ван, Брайан (27.03.2018). «У LPP Fusion есть средства, чтобы достичь вехи чистой прибыли от ядерного синтеза | NextBigFuture.com». NextBigFuture.com. Получено 2018-03-27.
  9. ^ Накано, Т .; Higashijima, S .; Kubo, H .; Yagyu, J .; Arai, T .; Asakura, N .; Итами, К. «Эффекты боронизации при использовании дейтерированного декаборана (B10D14) в JT-60U ». 15-й PSI Гифу, P1-05. Сокендай, Япония: Национальный институт термоядерных исследований. Архивировано из оригинал на 2004-05-30.
  10. ^ Чон У Бэ; Сын Хван Ли; Ён Джин Чо; Чхоль Мин Юн (2000). «Восстановительное аминирование карбонилов аминами с использованием декаборана в метаноле». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1: 145–146. Дои:10.1039 / A909506C.
  11. ^ «Сокращенная версия 79-й исследовательской лекции для факультетов, представленная профессором М. Фредериком Хоторном». UCLA.

дальнейшее чтение