Boraani

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Pallotikkumalli boraanista BH3, joka on erittäin reaktiivinen

Boraanit on suuri ryhmä luonnossa esiintymättömiä boorin ja vedyn yhdisteitä. Monet boraanit oksidoituvat pelkässä ilmassa, joskus voimakkaastikin. Molekyyliä BH3 kutsutaan boraaniksi. Se on tunnettu ainoastaan kaasumaisessa muodossa ja dimerisoituu helposti diboraaniksi (B2H6). Suurimmat boraanit muodostuvat booriklustereista, jotka ovat monitahokkaita. Joillakin yhdisteillä esiintyy myös isomeriaa. Esimerkiksi eikosaboraanin B20H26 isomerien pohjana on kaksi kymmenen booriatomia sisältävää klusteria.

Tärkeimmät boraanit ovat diboraani, pentaboraani B5H9 ja dekaboraani B10H14. On myös olemassa boraaneja, joissa yksi tai useampi booriatomi on korvautunut jollain toisella atomilla. Tällaisia ovat esimerkiksi karboraanit, joissa boorin tilalla on hiili[1], ja metalloboraanit, joissa boori on korvautunut jollakin metallilla.

Boraanien yleiset kaavat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yksiklusteriset boraanit voidaan jakaa neljään ryhmään, joilla on yleinen rakenne. Taulukossa n tarkoittaa booriatomien määrää.

Tyyppi Kaava Huomiot
kloso− BnHn2− Sellaisia neutraaeja boraaneja, jotka noudattaisivat kaavaa BnHn+2 ei tunneta
nido− BnHn+4
arakhno− BnHn+6
hypho− BnHn+8

On myös olemassa neutraaleja hyperkloso-boraaneja, joissa vety on korvautunut jollakin muulla ryhmällä ja joilla on teoreettinen kaava BnHn. Esimerkiksi B12(OCH2Ph)12, joka on hyperkloso-B12H12:n stabiili johdannainen.

Nimeäminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköisesti neutraalien boraanien nimissä booriatomien määrä ilmaistaan kreikkalaisilla etuliitteillä ja vetyatomien määrä merkitään nimen loppuun sulkeissa.

  • B5H9 pentaboraani(9)
  • B6H12 heksaboraani(12)

Anioneissa ilmoitetaan ensin vetyatomien määrä ja sen jälkeen booriatomien määrä ja anionin pääte -aatti. Varaus merkitään sulkeisiin.

  • B5H8 oktahydropentaboraatti(1-)

Myös ryhmien etuliitteet voidaan kertoa

  • B5H9 nido-pentaboraani(9)
  • B4H10 arakhno-tetraboraani(10)
  • B6H62− heksahydroheksaboraatti(2-)

Klusterityypit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

1970-luvun alussa huomattiin, että booriklusterien geometria muistuttaa deltaedrejä tai deltaedrejä, joita puuttuu yksi tai useampi kärki.

Deltaedri Kärjet
Trigonaalinen kaksoispyramidi 5
Oktaedri 6
Pentagonaaalinen kaksoispyramidi 7
Dodekaedri 8
Kolmikärkinen trigonaalinen prisma 9
Kaksikärkinen antiprisma 10
Oktadekaedri 11
Ikosaedri 12

Klusterien nimeäminen on johdettu yksiklusteristeristen boraanien ryhmien nimistä.

  • hyperkloso- suljettu täydellinen klusteri, esimerkiksi dodekaedri
  • kloso- suljettu täydellinen klusteri, esimerkiksi ikosaedrin muotoinen B12H122−
  • nido- boori valtaa kärjen delta edriltä, esimerkiksi B5H9 on oktaedri, jolta puuttuu yksi kärki
  • arakhno- boori valtaa kaksi kärkeä deltaedriltä, esimerkiksi B4H10 on oktaedri, jolta puuttuu kaksi kärkeä
  • hypho- boori valtaa kolme kärkeä deltaedriltä, esimerkiksi B8H16 on mahdollisesti muodoltaa oktaedri, jolta puuttuu kolme kärkeä.
  • konjunkto- kahden tai useamman klusterin muodostelma

Boraanien kemiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kaikki boraanit ovat värittömiä ja diamagneettisia. Ne reagoivat helposti ja jotkut ovat pyrofoorisia ja useat myrkyllisiä. Suurikokoisemmat boraanit ovat usein pienikokoisempia stabiilimpia.

Reaktiotapoja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Boraanien reaktioita ovat

Boraanit voivat myös toimia ligandeina kompleksiyhdisteissä.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Raimo Alén: Kokoelma orgaanisia yhdisteitä, s. 781. Gummerus Kirjapaino Oy, 2009. ISBN 978-952-92-5627-3.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]