Бороводороды

Бороводороды (также Бораны) — химические соединения бора с водородом. Отличаются высокой химической активностью и чрезвычайно большой теплотой сгорания. Представляют интерес как ракетное топливо. В органическом синтезе находит применение реакция присоединения борана и некоторых алкилборанов к двойной связи алкенов с вовлечением полученных соединений в дальнейшие превращения.

Получение бороводородов

Бороводороды являются недостаточно устойчивыми термодинамически соединениями бора и водорода, и в этой связи, главными методами их производства являются косвенные методы.

На сегодняшний день одним из основных способов получения бороводородов является так называемый «магниевый метод» или «Способ Стока», то есть получение борида магния и последующее разложение последнего соляной кислотой. Полученные бораны (бороводороды) подвергают вакуумной разгонке, очистке и накапливают разделенные отдельные бороводороды в соответствующих условиях для сохранения и дальнейшего использования.

Другим важным промышленным способом получения бороводородов является способ предложенный впервые Шлезингером и Бургом. Способ заключается в реакции треххлористого бора с с водородом в Вольтовой дуге высокого напряжения. Полученный в нём гидрохлороборан подвергают диспропорционированию при охлаждении до комнатной температуры, и разделению диборана и треххлористого бора. Выход диборана приближается к 55 % вес. В дальнейшем Шлезингер и Браун предложили новый способ эффективного получения бороводородов путем реакции обмена между боргидридом натрия и трехфтористым бором.

Все высшие «бораны» получают исключительно путем термического крекинга диборана.

Свойства бороводородов

• 

  Диборан
• 

  Пентаборан
• 

  Декаборан
• 

  Додекаборат

Физические характеристики важнейших бороводородов

Формула	Температура плавления °С	Температура кипения °С	Плотность г/см³	Теплота обр,298,15 К, ккал/моль	Терм.стабильность.	Реакция с воздухом.	Реакция с Н2О.
В2Н6	−165,5 °C	−92,5 °C	тв.0,577−183, ж.0,447−112	+9,8(газ)	Стаб при 25 °C	Самовоспл	Мгновенно гидролизуется
В4Н10	−120,0 °C	+18 °C	ж.0,56−36	+7,53(газ)	Разл при 25 °C	Самовоспл в прис воды	Гидролизуется 24 ч
В5Н9	−46,81 °C	+62 °C	ж.0,610	+10,240(жидк) +17,5(газ)	Стаб при 25 °C	Самовоспл	Гидролизуется при нагревании
В5Н11	−123 °C	+63 °C		+22,2(газ)	Медл разл при 150 °C	Самовоспл	Гидролизуется быстро
В6Н10	−62,3 °C	110 °C	ж.0,69о	+19,6(газ)	Разл при 25 °C	Стабилен	Гидролизуется при нагревании
В6Н12	−90 °C	°С			Разл при 25 °C	Стабилен	Гидролизуется при нагревании
В9Н15	+2,6 °C	°С			Разл при 25 °C	Стабилен	Гидролизуется при нагревании
В10Н14	+98,78 °C	+219 °C	тв.0,9425, ж.0,78100	−6,9(тв) −1,7(жидк) +11,3(газ)	Стаб при 150 °C	Очень стабилен	Медленно гидролизуется

Бороорганические соединения в качестве ракетного топлива

Основная статья: Пентаборан

Наиболее удобен для синтеза и применения пентаборан(9). Остальные бороводороды интенсивно изучаются и их применение в настоящее время ограничено. Видами топлива, производными от бора, являются пропилпентаборан (US: BEF-2) и этилпентаборан (US: BEF-3).^[1] Диборан, декаборан и их производные также исследовались на предмет перспективности использования.

Токсичность и огнеопасность

Бороводороды — ядовитые вещества, имеющими помимо общетоксической составляющей, так же особое, но довольно сильно выраженное нервнопаралитическое воздействие на человека и животных.

Как огнеопасные вещества, бороводороды представляют собой в основном вещества с наивысшей категорией огнеопасности и способны к самовоспламенению не только на воздухе но и и при контактах с водой и рядом галогенопроизводных углеводородов. При горении их на воздухе развиваются высокие температуры.

См. также

• Боргидриды
• Ракетное топливо

Примечания

1. ↑ МакДональд Г. Теплоустойчивость промышленного пропилпентаборана (BEF-2) в диапазоне температур 147-190 °C (en). Национальный совещательный комитет по аэронавтике (США). (13 ноября 1957 года).

Литература