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常见硼烷及其性质


实验室k / 2019-03-08

       用类似于制硅烷的方法已制得二十多种硼的氢化物——硼烷。硼烷在组成上与硅烷、烷烃相似,而在物理、化学性状方面更像硅烷(见表14-8)。

表14-8  碳、硅、硼的氢化物的物理性质的比较

硼烷 烷烃 硅烷
化合物 熔点/K 沸点/K 化合物 熔点/K 沸点/K 化合物 熔点/K 沸点/K



CH4 90 110 SiH4 88 161
B2H6 107.5 180.5 C2H6 101 184.7 Si2H6 141 258



C3H8 83 228 Si3H8 156 326
B4H10 153 291 C4H10 148 272.5 Si4H10 189 380
B5H9 226.4 321 C5H12 141 309.2 Si5H12
>373
B5H11 150 336 C6H14 178.7 342 Si6H14
>373
B6H10 210.7 383








C7H16 183.0 371.4


B10H14 372.6 486 C10H22 241 447


       硼烷有BnHn+4和BnHn+6两大类,前者较稳定。在常温下,B2H6及B4H10为气体,B5~B8为液体,B10H14及其它高硼烷都是固体。高硼烷都可以看作是不完整的二十面体碎片(见图14-9)。


表14-9  常见的硼烷

分子式 B2H6 B4H10 B5H9 B5H11 B6H10 B10H14
名称 乙硼烷 丁硼烷 戊硼烷-9 戊硼烷-11 己硼烷 癸硼烷
室温下状态 气体 气体 液体 液体 液体 固体
沸点/K 180.5 291 321 336 383 486
熔点/K 107.5 153 226.4 150 210.7 372.6
溶解情况 易溶于乙醚 易溶于苯 易溶于苯
易溶于苯 易溶于苯
水解情况 室温下很快 室温下缓慢 363K 三天尚未水解完全
363K时16小时尚未水解完全 室温缓慢加热较快
稳定性 373K以下稳定 稳定 很稳定 室温分解 室温缓慢分解 极稳定


       硼烷多数有毒、有气味、不稳定。在空气中激烈地燃烧且放出大量的热。

B2H6+3O2=(燃烧)B2O3+3H2O              △H°=-2166kJ·mol-1

它们是强还原剂,能与氧化剂反应。与卤素生成卤化硼:

B2H6+6X2=2BX3+6HX

硼烷水解放出H2:

B2H6+6H2O=2H3BO3↓+6H2↑

有些硼烷加热即分解,如乙硼烷只在373K以下稳定,高于此温度,则转变为高硼烷。B2H6的热分解产物很复杂,有B4H10、B5H9、B5H11和B10H14等等,控制不同条件,可得到不同的主产物。

       如:2B2H6加压B4H10H2

       相当于CH4和SiH4的BH3只能瞬时存在。在一般制备反应中得到的是BH3的二聚体B2H6。

4BF3+3NaBH4=(乙醚或其它非羟基溶剂)2B2H6+3NaBF4

       B2H6是制纯硼或其他硼化合物的原料之一。也是p型半导体材料的掺杂剂(BF3也是)。


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