Бороводороды

БОРОВОДОРОДЫ (бораны, гидриды бора), неорганические соединения бора с водородом. Образуют гомологические ряды: клозо-бораны (атомы бороводорода объединены в закрытые полиэдры с тригональными гранями) преимущественно известны в виде анионов состава В_nН^2-_n (n = 6-12); нидобораны В_nН_n+4 (n = 2-20) образуются из структуры клозо-боранов удалением одного атома бора (простейший представитель - диборан В₂Н₆); арахно-бораны В_nН_n+6 (n = 2-20) - из структуры клозо-боранов удалением двух атомов бора (простейший представитель - тетраборан В₄Н₁₀); существуют бороводороды, полученные объединением полиэдров, например, икосаборан В₂₀Н₁₆. Гидрид бора, отвечающий простейшей формуле ВН₃, существует только как промежуточный продукт в некоторых химических реакциях.

Для бороводорода характерен дефицит электронов, высокие координационные числа атома бора, наличие мостиковых трёхцентровых двухэлектронных связей В-Н-В, существование кластерных группировок из атомов бора. За вклад в изучение природы химической связи в бороводородах У. Липском в 1976 году получил Нобелевскую премию.

Бороводороды бесцветны, обладают резким неприятным запахом. В₂Н₆ и В₄Н₁₀ - газы, бороводороды с n = 5-9 - жидкости, с n≥10 - кристаллы. Свойства бороводорода изменяются закономерно: с увеличением n растут температуры кипения и плавления, плотность, уменьшаются теплоты сгорания. Все бороводороды хорошо растворимы в органических растворителях.

Бороводороды химически весьма активны: на воздухе окисляются до В₂О₃, бороводороды с n = 2-6 самовоспламеняются. С водой образуют Н₃ВО₃ и Н₂, со спиртами - алкилбораты. С ненасыщенными углеводородами образуют борорганические соединения (гидроборирование), с гидридами металлов - борогидриды металлов.

Бороводороды образуются при действии кислот или воды на бориды. В₂Н₆ получают взаимодействием NaBH₄ с BF₃ или I₂. В промышленности применяют восстановление BF₃ гидридом натрия при температуре 180 °С. Основной метод получения других бороводородов - конверсия В₂Н₆ при различных температурах и давлениях. Наибольшее практические значение имеет В₂Н₆, который применяют для получения высокочистого бора, легирования бором различных материалов, синтеза борорганических соединений. Возможно использование бороводорода в качестве высокоэффективного ракетного горючего (теплота сгорания В₂Н₆ 2025 кДж/моль).

Бороводороды высокотоксичны: В₂Н₆ оказывает удушающее действие, В₅Н₉, В₅Н₁₁, В₁₀Н₁₄ и В₁₀Н₁₆ поражают центральную нервную систему, почки и печень.

Лит.: Михайлов Б. М. Химия бороводородов. М., 1967; Housecroft С.Е. Boranes and metalloboranes: structure, bonding and reactivity. 2nd ed. N. Y.; L., 1994.