Перегляд вихідного коду сторінки Бороводні

{{Otheruses|Борани}}
[[Файл:Pentaborane-3D-balls.png|міні|праворуч|200пкс|Пентаборан]]
'''Борово́дні, бора́ни'''&nbsp;— неорганічні сполуки [[бор]]у та [[Водень|водню]]. 

==Загальний опис==
Молекулярні гідриди бору (В<sub>n</sub>Н<sub>n+4</sub>, В<sub>n</sub>Н<sub>n+6</sub>). Приміром, пентаборан В<sub>5</sub>Н<sub>9</sub>. Електронодефіцитні сполуки (B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>, B<sub>4</sub>H<sub>10</sub>), в яких кожен
атом В має координаційне число 4, а Н — 2. Їх молекулам
властиві двоелектронні трицентрові зв’язки. Розкладаються водою до борної кислоти та водню, легко оксидуються, нижчі з них самозагораються на повітрі. З лугами дають гіпоборати
(пр., К<sub>2</sub>[B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>)<sub>2</sub>], і зокрема диборан з гідридами металів або їх алкільними похідними — борогідриди металів (пр., LiBH<sub>4</sub>,
Al(BH<sub>4</sub>)<sub>3</sub>). Токсичні.

Бороводні є сильними відновниками: їх похідні застосовують як [[Ракетне паливо|ракетне паливо]] та як ефективні відновники в органічному синтезі. Більшість сполук ряду є легкозаймистими та вибухонебезпечними сполуками, токсинами нервово-паралітичної дії. За деякими властивостями борани подібні до [[вуглеводні]]в та [[Силани|кремневоднів]].

== Фізичні властивості ==

Сполуки ряду боранів, подібно до вуглеводнів, знаходяться у всіх трьох агрегатних станах: перші представники [[диборан]] В<sub>2</sub>Н<sub>6</sub> та [[тетраборан]] В<sub>4</sub>Н<sub>10</sub> є газами, сполуки від [[пентаборан]]у В<sub>5</sub>Н<sub>9</sub> до [[нонаборан]]у В<sub>9</sub>Н<sub>15</sub>&nbsp;— рідини, а сполуки вищі від [[декаборан]]у є твердими речовинами.

{| class="wikitable" style="text-align:center"
! Формула
! [[Температура плавлення|t<sub>пл</sub>]], °С
! [[Температура кипіння|t<sub>кип</sub>]]. °С
! width=120px | Густина. г/см³
! Теплота утворення,<br/>ккал/моль
! Термічна стабільність
! Реакція з повітрям
! Реакція з Н<sub>2</sub>О
|-
| [[Диборан|В<sub>2</sub>Н<sub>6</sub>]]
| −165,5&nbsp;°C
| −92,5&nbsp;°C
| nowrap | 0,577 (тв., −183&nbsp;°C)<br/>0,447 (р., −112&nbsp;°C)
| +9,8 (газ)
| Стаб. за t. 25&nbsp;°C
| Самозаймання
| Миттєво гідролізується
|-
| [[Тетраборан|В<sub>4</sub>Н<sub>10</sub>]]
| −120,0&nbsp;°C
| 18&nbsp;°C
| 0,56 (р., −36&nbsp;°C)
| +7,53 (газ)
| Розкл. за t. 25&nbsp;°C
| Самозаймання в присутності води
| Гідролізується 24 год
|-
| [[Пентаборан|В<sub>5</sub>Н<sub>9</sub>]]
| −46,81&nbsp;°C
| 62&nbsp;°C
| 0,61 (р., 0&nbsp;°C)
| +10,240 (рідина)<br/>+17,5 (газ)
| Стаб. при 25&nbsp;°C
| Самозаймання
| Гідролізується при нагріванні
|-
| В<sub>5</sub>Н<sub>11</sub>
| −123&nbsp;°C
| 63&nbsp;°C
|
| +22,2 (газ)
| Повільно розкл. за t. 150&nbsp;°C
| Самозаймання
| Гідролізується швидко
|-
| В<sub>6</sub>Н<sub>10</sub>
| −62,3&nbsp;°C
| 110&nbsp;°C
| 0,69 (р., 0&nbsp;°C)
| +19,6 (газ)
| Розкл. за t. 25&nbsp;°C
| Стабільний
| Гідролізується при нагріванні
|-
| В<sub>6</sub>Н<sub>12</sub>
| −90&nbsp;°C
|
|
|
| Розкл. за t. 25&nbsp;°C
| Стабільний
| Гідролізується при нагріванні
|-
| [[Нонаборан|В<sub>9</sub>Н<sub>15</sub>]]
| 2,6&nbsp;°C
| °С
|
|
| Розкл. за t. 25&nbsp;°C
| Стабільний
| Гідролізується при нагріванні
|-
| [[Декаборан|В<sub>10</sub>Н<sub>14</sub>]]
| 98,78&nbsp;°C
| 219&nbsp;°C
| 0,94 (тв., 25&nbsp;°C)<br/>0,78 (р., 100&nbsp;°C)
| −6,9 (тв.)<br/>−1,7 (рідина)<br/>+11,3 (газ)
| Стаб. за t. 150&nbsp;°C
| Дуже стабільний
| Повільно гідролізується
|}

== Отримання ==
У 1912 році [[Альфред Шток]] при розчиненні в кислоті продукту взаємодії металевого [[Магній|магнію]] та [[оксид бору]] отримав газову суміш із характерним запахом. Йому вдалося виділити з суміші сполуки, яким він дав назву ''борани''. Цей спосіб добування бороводнів не втратив свого значення і донині.
: <math>\mathrm{6Mg + B_2O_3 \longrightarrow Mg_3B_2 + 3MgO\!}</math>
: <math>\mathrm{Mg_3B_2 + HCl \longrightarrow B_xH_y + MgCl_2\!}</math>

Іншим важливим промисловим способом отримання бороводнів є спосіб запропонований [[Германн Ірвінг Шлезінгер|Шлезінгером]] і Бургом. Він полягає в реакції трихлористого бору із воднем в дузі Вольта високої напруги. Отриманий в ній гідрохлороборан піддають диспропорціонуванню при охолоджуванні до кімнатної температури, і розділенню диборану і [[Хлорид бору|хлориду бору]]. Вихід диборану наближається до 55%.
: <math>\mathrm{BCl_3 + 2H_2 \longrightarrow BH_2Cl + 2HCl\!}</math>
: <math>\mathrm{3BH_2Cl \longrightarrow B_2H_6 + BCl_3\!}</math>
Надалі Шлезінгер і Браун запропонували новий спосіб ефективного отримання бороводнів шляхом реакції обміну між [[Борогідрид натрію|борогідридом натрію]] і [[Флуорид бору|флуоридом бору]] (у промислових масштабах використовують органічні похідні флуориду бору):
: <math>\mathrm{(C_2H_5)_2BF_3 + 3NaBH_4 \longrightarrow 2B_2H_6 + 3NaBF_4 + 4 (C_2H_5)_2O\!}</math>
Вищі борани отримують переважно [[піроліз]]ом нижчих представників:
: <math>\mathrm{5 B_2H_6 \xrightarrow{pyrolysis} \ B_{10}H_{14} + 8H_2\!}</math>
: <math>\mathrm{2 B_5H_9 \xrightarrow{pyrolysis} \ B_{10}H_{14} + 2H_2\!}</math>

== Хімічні властивості ==
Нижчі борани є нестійкими, легкоспалахуючими речовинами. На повітрі вони окиснюються до [[оксид бору|оксиду бору]]:
: <math>\mathrm{2B_5H_9 + 12O_2 \longrightarrow 5B_2O_3 + 9H_2O\!}</math>
Усі бороводні до [[декаборан]]у нестійкі у водних розчинах, при контакті з водою утворюють [[Борна кислота|боратну кислоту]]:
: <math>\mathrm{B_4H_{10} + 12H_2O\longrightarrow 4H_3BO_3\!}</math>
Борани легко взаємодіють з [[галоген]]ами та [[галогеноводні|галогеноводнями]], утворюючи галогенопохідні:
: <math>\mathrm{B_2H_6 + 6Cl_2 \longrightarrow 2BCl_3 + 6HCl\!}</math>
: <math>\mathrm{B_2H_6 + HCl \longrightarrow B_2H_5Cl + H_2\!}</math>
Подібно до [[вуглеводні]]в похідні боранів беруть участь в реакціях збільшення ланцюга:
: <math>\mathrm{6B_2H_5I + 2Na \longrightarrow 5B_4H_{10} + 2NaI\!}</math>
Сполуки ряду бороводнів проявляють сильні кислотні властивості, вони можуть утворювати комплекси з осно́вними та [[металоорганічні сполуки|металоорганічними]] сполуками:
: <math>\mathrm{B_4H_{10} + 2NH_3 \longrightarrow [H_2B(NH_3)_2]^{+}[B_3H_8]^{-} + H_2\!}</math>
: <math>\mathrm{B_{10}H_{14} + C_4H_9Li \longrightarrow Li [B_{10}H_{13}] + C_4H_{10}\!}</math>

== Застосування ==
Широке використання бороводні знайшли як [[ракетне паливо]]. Найбільший інтерес представляють [[диборан]] та [[пентаборан]].

== Токсичність і вогненебезпечність ==
Бороводні&nbsp;— [[отруйні речовини]], що окрім загальнотоксичної складової мають також сильно виражену нервовопаралітічну дію на людину і тварин. Також борани є сполуками з найвищою категорією вогненебезпечності і здатні до самозаймання не тільки на повітрі, але і при контактах з водою і рядом галогенопохідних вуглеводнів. При горінні їх на повітрі розвиваються високі температури.

== Див. також ==
* [[Боранілідени]]
* [[Борогідриди]]

== Джерела ==
* {{книга|автор= |частина= |посилання частина= |заголовок=CRC Handbook of Chemistry and Physics |оригінал= |посилання= |відповідальний=D. R. Lide |видання= 86th|місце=Boca Raton (FL) |видавництво=CRC Press|рік=2005 |volume= |pages= |allpages=2656|серія= |isbn=0-8493-0486-5 |тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор=Реми Г. |частина= |посилання частина= |заголовок=Курс неорганической химии |оригінал= |посилання= |відповідальний=А. В. Новоселова |видання= |місце={{М.}} |видавництво=ИИЛ |рік=1963 |том=1 |сторінки= |сторінок=922 |серія= |isbn= |тираж=}} {{ref-ru}}
* {{УРЕ}}
* {{Глосарій термінів з хімії}}

[[Категорія:Бороводні|*]]
[[Категорія:Ракетне паливо]]

{{chem-stub}}