보란, 붕소, 수소 또는 이들의 유도체의 무기 화합물의 동종의 시리즈.
화학 결합: 보란
앞에서 언급했듯이 전자 결핍 화합물 인 디보 란 (B2H6)은 서로 결합 된 원자 클러스터로 간주 될 수 있습니다.
붕소 수 소화물은 먼저 체계적으로 합성되고 독일 화학자 알프레드 스톡 (Alfred Stock)에 의해 1912 ~ 1937 년 기간 동안 특성화되었다. 그는 그것들을 주기율표에서 붕소의 이웃 인 탄소의 수 소화물 (C) 인 알칸 (포화 탄화수소)과 유사하게 보란이라고 불렀다. 가벼운 보란은 휘발성이고 공기와 습기에 민감하며 독성이 있었기 때문에 Stock은 고진공 방법과 장치를 연구했습니다. 보란에 대한 미국의 작업은 1931 년에 시작되었으며 Hermann I. Schlesinger와 Anton B. Burg가 수행했습니다. Boranes는 미국 정부가 동위 원소 분리를위한 휘발성 우라늄 화합물 (붕수 소화물)을 찾기위한 연구를 지원 한 1 차 세계 대전과 로켓 및 제트기 용 고 에너지 연료 개발 프로그램을 지원 한 1950 년대까지 학계의 관심을 유지했습니다. (Boranes와 그 유도체는 탄화수소 연료보다 연소열이 훨씬 높다.) William Nunn Lipscomb, Jr.는 1976 년 노벨 화학상을 수상했다.“화학 결합 문제를 밝히는 붕소의 구조에 대한 그의 연구로 Schlesinger 's 허버트 찰스 브라운 (Herbert Charles Brown)은 1979 년 BH의 수증기 반응 (1956)으로 BH를 매우 쉽게 추가했습니다.(3) (BH의 형태 (3) 의 반응에서 그 진행 전적으로 또는 거의 전적으로이며 정량적 수율 organoboranes 실온에서 에테르 용매 (S)의 불포화 유기 화합물 (즉, 알켄 및 알킨 내지 · S) 완료). 히드로 붕소 화 반응은 입체 특이 적 유기 합성 분야에서 새로운 연구의 길을 열었다.
스톡에 의해 제조 된 보란은 일반적인 조성 B n H n + 4 및 B n H n + 6 을 가졌지 만 중성 및 음성 (음이온 성) 모두 더 복잡한 종들이 알려져있다. 붕소의 수 소화물은 탄소를 제외한 다른 원소의 수 소화물보다 훨씬 많다. 가장 간단한 분리 가능한 보란은 B 2 H 6, 디보 란 (6)입니다. (괄호 안의 아라비아 숫자는 수소 원자의 수를 나타냅니다.) 가장 광범위하게 연구되고 가장 합성 적으로 유용한 화학 중간체 중 하나입니다. 그것은 상업적으로 이용 가능하며, 수년 동안 많은 보란과 그 유도체가 직간접 적으로 제조되었습니다. 유리 BH 3 (및 B 3 H 7)은 매우 불안정하지만, 루이스 염기 (전자-공여 분자)-예를 들어 BH 3 · N (CH 3) 3 과 함께 안정적인 부가 물 (부가 생성물)로 분리 될 수있다. 보란은 고체, 액체 또는 기체 일 수 있으며; 일반적으로, 이들의 융점 및 비점은 복잡성 및 분자량이 증가함에 따라 증가한다.
보란의 구조와 결합
탄소 화합물의 단순한 쇄 및 고리 형태를 나타 내기보다는,보다 복잡한 붕소 중의 붕소 원자는 다면체의 모서리에 위치하며, 이는 다면체 (삼각형면을 갖는 다면체) 또는이면 체 단편으로 간주 될 수있다. 이러한 붕소 클러스터에 대한 이해를 발전시키는 것은 화학자들이 다른 무기, 유기 금속 및 전이 금속 클러스터 화합물의 화학을 합리화하는 데 많은 도움이되었습니다.
IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)에서 제안한 여러 명칭 체계 중 하나는 다음과 같은 특징적인 구조 접두어를 사용합니다. (1) closo- (“케이지”를 의미하는 라틴어 clovis의“clovo”손상, n의 십이 면체) 붕소 원자; (2) nido- ㄴ되는, nonclosed 구조 (라틴 근원, 즉 "중첩")에서 N 개의 클러스터가 차지하는 N 모서리 (N + 1) -cornered 다면체 - 즉, 하나 개의 누락 버텍스와 다면체 클로 소 -; (3) 아라크 노-(그리스, "거미의 거미줄"을 의미), 더 개방 된 클러스터, 붕소 원자가 (n + 2) 코너 다면체의 n 개의 인접한 모서리를 차지함-즉, 두 개의 꼭짓점이없는 클로스 소 다면체; (4) 붕소 원자가 (n + 3)-코너 클로 소-다면체의 n 모서리를 차지하는 가장 개방 된 클러스터 인 hypho- (Greek, "직조하다"또는 "그물"을 의미 함); 및 (5) krado- (Greek, "분기"를 의미 함), n 개의 붕소 원자에 의해 점유 된 n + 4- 버텍스 클로 소-다면체의 n 꼭지점. hypho- 및 klado-series의 구성원은 현재 보란 유도체로만 알려져 있습니다. 이들 다면체 보란 클러스터 중 2 개 이상의 연결은 접두사 결막-(라틴, "함께 결합"을 의미)으로 표시된다. 예를 들어, 결막 -B 10 H 16 은 B-B 결합을 통해 2 개의 B 6 H 9 분자 로부터 B 3 H 8 단위를 결합시킴으로써 생성된다.
보란에 큰 관심을 갖는 이유 중 하나는 다른 종류의 화합물과 다른 구조를 가지고 있다는 사실입니다. 보란에서의 결합은 3 개 이상의 원자가 한 쌍의 결합 전자를 공유하는 멀티 센터 결합을 포함하기 때문에, 보란은 일반적으로 전자 결핍 물질로 불린다. Diborane (6)의 구조는 다음과 같습니다.
이 구조는 3 중심 브리지 결합을 포함하며, 여기서 하나의 전자 쌍은 2 개가 아닌 3 개의 원자-2 개의 붕소 원자 및 1 개의 수소 원자 사이에서 공유된다. (3 중 결합에 대한 설명은 화학적 결합: 화학적 결합의 고급 측면: 보란을 참조하십시오.) 정상적인 공유 결합 외에 이러한 결합을 형성하는 붕소의 능력은 복잡한 다면체 보란을 형성합니다.
