Опишите способы получения веществ, указанных в пунктах а, строение их молекул, физические и химические свойства, применение. Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций. Текст должен умещаться на 1 -2 страницы.
а) Галогениды бора, нитриды бора, тетрафтороборная кислота.
б) сравните свойства галогенидов бора и алюминия.
Решение
Галогениды бора получаются при непосредственном взаимодействии бора с галогенами:
2В + 3Сl2 = 2BCl3
Общая формула ВНаl. Молекулы BHal3 имеют форму плоского треугольника, где атом бора в центре, и бор находится в состоянии sp2- гибридизации, которая стабилизируется за счет нелокализованной р-связи. Последняя образуется при участии свободной 2р-орбитали бора и неподеленной электронной пары галогена.
Рис. Строение молекули хлорида бора.
Треххлористый бор является исходным материалом для производства чистого бора, он также используется в переработке алюминия, магния, цинка и сплавов меди для удаления нитридов, карбидов и оксидов из расплавленного металла. Трихлорид бора использовался как флюс для пайки сплавов алюминия, железа, цинка, вольфрама и медно-никелевого сплава.
Наличие в небольшом по размеру атоме бора свободной орбитали делает его одним из сильнейших акцепторов электронной пары
. Галогениды бора - электронодефицитные соединения, атом бора в них имеет свободную валентную орбиталь, поэтому ВНаl - сильные акцепторы электронной пары. Галогениды бора очень реакционноспособны и проявляют кислотный характер. Так, гидролиз их протекает (кроме BF3) легко и необратимо с образованием кислот, a BJ3 с водой реагирует со взрывом:
ВСl3 + ЗНОН = H3BО3 + ЗНС1.
BF3 гидролизу подвергается частично. BF3 - одна из самых сильных кислот Льюиса, то есть сильный акцептор электронной пары. По донорно-акцепторному механизму образует соединения с NH3, аминами, спиртами, водой, эфиром:
H2O + BF3 = Н2O·BF3
BF3 + HF = H[BF4].
Нитрид бора – BN (В≡N)