Boranii

Boranii sunt combinaţiile borului cu hidrogenul, şi reprezintă o clasă de compuşi foarte interesanţi, care nu respectă criteriile valenţei „clasice”. Au fost descoperiţi şi studiaţi de A. Stock, între 1912 – 1936.

În aceşti compuşi legăturile sunt „cu deficit de electroni”, şi apare legătura tricentrică bielectronică,(3c-2e) datorată orbitalului vacant al borului. Deşi atomul de hidrogen nu are electroni neparticipanţi, reuşeşte „performanţa” de a lega 2 atomi de bor. Pot avea structuri „spectaculoase”, cum sunt cele „în cuib”, „păianjen”, sau altele mai complicate.

Boranii pot fi clasificaţi în două serii, dar mai există şi alti compuşi cu rapoarte diferite B : H.

BnHn+4 (n=2,4,5,6,8,10) numiţi şi „nidoborani” datorită structurii în „cuib”.

BnHn+6 (n=5,6,8,10) numiţi şi „arachnoborani” datorită structurii „păianjen”.

Prin tratarea borurii de magneziu cu acizi diluaţi se formează, alături de H2, tetraboranul.

2Mg3B2 + 12H2O = B4H10 + H2 + 6Mg(OH)2

Prin descompunere termică, la 100˚, a tetraboranului se formează, diboranul,B2H6, doi pentaborani, B5H9 şi B5H11, hexaboranul, B6H10 şi decaboranul,B10H14. Aceiaşi compuşi se formează la trecerea diboranului printr-un tub încăzit la cca. 200˚.

Diboranul, B2H6 şi tetraboranul, B4H10 sunt gaze, pentaboranii şi haxaboranul sunt lichide, decaboranul este solid, cristalizat. Decaboranul este singurul compus din această serie care poate fi manipulat în prezenţa aerului; ceilalţi borani se autoaprind. Diboranul reacţioneză imediat cu apa, iar ceilalţi borani cu apă conţinand alcalii, dand acid boric şi hidrogen:

B2H6 + 6H2O = 2B(OH)3 + 6H2

Obţinere. Se pot obţine din hidruri sau borohidruri:

6LiH + 8BF3 = B2H6 + 6Li[BF4]

3Na[BH4] + 4BF3 = 2B2H6 + 3Na[BF4]

De obicei se obţin amestecuri de B2H6 cu alţi borani.

Proprietăţi. Sunt substanţe instabile, foarte reactive, autoinflamabile. Se utilizează ca şi combustibili în motoare cu reacţie, ca agenţi reducători, ca reactivi în chimia organică (reacţia de hidroborare). B10H14 este solid şi se utilizează ca şi combustibil pentru rachete.

Produsul de ardere a boranilor este trioxidul de bor, B2O3, o substaţă refractară, a cărei acumulare creează probleme, la arderea boranilor.

Anioni boro-hidrici sau anioni complecşi – pot forma săruri:

BH4- - borul este hibridizat sp3 (tetraedric). Se poate obţine din hidruri:

2NaH + B¬2H6 = 2Na[BH4] - compus stabil

BnHn2- - „closo-boranaţi - au geometrii diferite, în funcţie de valoarea lui „n”.

B5H52- - bipiramidă pentagonală – electronii sunt colectivizaţi într-o „cuşcă”.

B6H62- - octaedric – la fel cu electroni colectivizaţi