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Articulo de referencia

Tetraborano

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El tetraborano (denominado sistemáticamente aracno -tetraborano(10) ) fue el primer compuesto de hidruro de boro descubierto. [ 2 ] Fue clasificado por Alfred Stock y Carl Massenez en 1912 y aislado por primera vez por Stock. [ 3 ] Tiene un punto de ebullición relativamente bajo, de 18 °C, y es un gas a temperatura ambiente. El tetraborano gaseoso es maloliente, tóxico y altamente inflamable.

Historia

La clase de boranos fue dilucidada mediante análisis de difracción de rayos X por Lipscomb et al. en la década de 1950. Los datos de rayos X indicaron enlaces multicéntricos de dos electrones . Posteriormente, se realizó un análisis basado en datos de rayos X de alta resolución para analizar la densidad de carga . [ 4 ]

Estructura

Al igual que otros clústeres de hidruro de boro , la estructura del tetraborano implica enlaces multicéntricos, con puentes de hidrógeno o enlaces dobles protonados. Según su fórmula, B₄H₁₀ , se clasifica como un clúster arácnido y tiene una geometría de mariposa, que puede racionalizarse mediante las reglas de Wade . [ 5 ] Cada boro está hibridado sp³ , y “la configuración de los tres hidrógenos que rodean a los boros B1 y B3 es aproximadamente trigonal y sugiere una hibridación aproximadamente tetraédrica para estos boros , lo que predeciría ángulos de enlace de 120°”. [ 6 ] : 35 Sin embargo, las disposiciones de boro pueden clasificarse como fragmentos del icosaedro o del octaedro porque los ángulos de enlace están en realidad entre 105° y 90°. [ 6 ] : 3

La comparación de los datos de difracción de rayos X y de electrones dio como resultado longitudes y ángulos de enlace sospechosos: B1—B2 = 1,84 Å, B1—B3 = 1,71 Å, B2—B1—B4 = 98°, B—H = 1,19 Å, B1—Hμ = 1,33 Å, B2—Hμ = 1,43 Å. [ 6 ] : 3

Preparación

El tetraborano se puede producir mediante una reacción entre un ácido y boruros de magnesio o berilio , y en menor cantidad a partir de boruros de aluminio, manganeso y cerio. [ 7 ] La hidrólisis del boruro de magnesio, la hidrogenación de haluros de boro a altas temperaturas y la pirólisis del diborano también producen tetraborano. La hidrólisis del boruro de magnesio fue una de las primeras reacciones que proporcionó un rendimiento aceptable (14 %) de tetraborano. El ácido fosfórico demostró ser el ácido más eficiente (en comparación con el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico ) en la reacción con el boruro de magnesio. [ 8 ]

Alternativamente, los trihaluros de boro se metastizan con sales de aracno -triborato(8) (B 3 H − 8 ) para dar tetraborano y una sal de hidridotrihaloborato con rendimientos cercanos al 50%. [ 9 ]

Isómeros

Los científicos están trabajando para producir el isómero bis(diboranilo) de la estructura del aracno -tetraborano. Se espera que el bis(diboranilo) tenga una energía menor según el método de Hartree-Fock (HF). Existe cierta evidencia de que el isómero bis(diboranilo) se produce inicialmente al sintetizar tetraborano mediante la reacción de Wurtz o el acoplamiento de B₂H₅I en presencia de amalgama de sodio . Se han construido computacionalmente tres vías de conversión del isómero bis(diboranilo) a la estructura del aracno -tetraborano.

Vía 1: Vía disociativa a través de B 3 H 7 y BH 3
Ruta 2: Ruta concertada a través de dos estados de transición separados por un mínimo local.
Ruta 3: Otra ruta concertada que involucra isómeros pentacoordinados como intermedios.

Las rutas 2 y 3 son más probables, porque son energéticamente más favorables con energías de 33,1 kcal/mol y 22,7 kcal/mol respectivamente. [ 10 ]

Seguridad

Debido a su fácil oxidación, debe mantenerse al vacío. El tetraborano se inflama al entrar en contacto con el aire, el oxígeno y el ácido nítrico. Los boranos en general, incluido el tetraborano, se consideran muy tóxicos y biológicamente dañinos. Un estudio que consistió en la exposición diaria a pequeñas cantidades de este compuesto químico en conejos y ratas resultó en la muerte de estos animales. [ 11 ]

Referencias

  1. ↑ Weast, Robert C., ed. (1981). CRC Handbook of Chemistry and Physics (62.ª  ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. pág.  B-84. ISBN 0-8493-0462-8.
  2. ↑ Wiberg, E. (1977-01-01). "Alfred Stock y el renacimiento de la química inorgánica" . Pure and Applied Chemistry . 49 (6): 691– 700. doi : 10.1351/pac197749060691 . ISSN 1365-3075 . 
  3. ^ Valores, Alfred; Massénez, Carl (1 de octubre de 1912). "Borwasserstoffe" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 45 (3): 3539– 3568. doi : 10.1002/cber.191204503113 . ISSN 0365-9496 . 
  4. ↑ Förster, Diana; Hübschle, Christian B.; Luger, Peter; Hügle, Thomas; Lentz, Dieter (2008). "Sobre el enlace B−H−B de 2 electrones y 3 centros: determinación de la densidad de carga del tetraborano(10)" . Química inorgánica . 47 (6): 1874–1876 . doi : 10.1021/ic701924r . ISSN 0020-1669 . PMID 18271535 .  
  5. ↑ Grimes, Russel N. "Boro." Química Inorgánica Avanzada. Por F. Albert Cotton , Geoffrey Wilkinson, Carlos A. Murillo y Manfred Bochmann. 6.ª ed. Sin lugar de publicación: 1999. 143-46. Impreso.
  6. 1 2 3 Lipscomb, William N. Hidruros de boro . Nueva York: WA Benjamin, 1963. Impreso.
  7. ↑ Stock, Alfred (1933). Hidruros de boro y silicio . Cornell University Press . pág. 60. 
  8. ↑ Stock 1933 , pág. 41.
  9. ↑ Toft, Mark A.; Leach, J. B.; Himpsl, Francis L.; Shore, Sheldon G. (1982) [20 oct. 1981]. "Nuevas síntesis sistemáticas de hidruros de boro mediante reacciones de abstracción de iones hidruro: Preparación de B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 11 , y B 10 H 14 ". Química Inorgánica . 1982 (21). Sociedad Química Estadounidense: 1952– 1957. doi : 10.1021/ic00135a048 .    
  10. ↑ Ramakrishna, Vinutha; Duke, Brian J. (2004). "¿Se puede observar la estructura bis(diboranilo) del B4H10? La historia continúa" . Química Inorgánica . 43 (25): 8176– 8184. doi : 10.1021/ic049558o . ISSN 0020-1669 . PMID 15578859 .  
  11. ↑ "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 27/07/2011 . Recuperado el 11/05/2011 .{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace )
  • "Boro»tetraborano (10) [ Tabla periódica de WebElements ] " . Webelements.com . Consultado el 07-06-2017 .
  • "Cuadernos de investigación de Linus Pauling - Centro de Investigación de Colecciones Especiales y Archivos" . Osulibrary.orst.edu . Archivado del original el 17 de julio de 2012. Consultado el 7 de junio de 2017 .
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