Бориды – соединения бора с металлами, в которых он формально проявляет отрицательные степени окисления: M4B (M = Mn), M2B (M = Na, Mo, W), MB (M = Ti, Hf, V, Cr, Mo, Mn, Fe, Ni), M3B4 (M = V, Nb, Cr, Mn), MB6(M = La) и другие.
Бориды – очень твердые, химически инертные, имеющие высокие температуры плавления и кипения.
Образуются при взаимодействии простых веществ:
Mg + 2B = MgB2,
при восстановлении смеси оксидов бора и металла углеродом при 2000 °С:
V2O5 + B2O3 + 8C = 2VB + 8CO,
при восстановлении смеси летучих галогенидов бора и металла водородом при высокой температуре:
TiCl4 + 2BCl3 + 5H2 = TiB2 + 10HCl.
Бораны, бороводороды или гидриды бора – соединения бора с водородом общей формулы BnHm (где n = 2–20, m равно (n + 4) или (n + 6)). Эти соединения отличаются сложной стехиометрией и многообразием свойств.
Бораны – ядовитые, бесцветные неустойчивые соединения с неприятным запахом, хорошо растворимые в органических растворителях. С увеличением молекулярной массы увеличиваются их температуры плавления и кипения. Диборан и тетраборан – газы, пентаборан и гексаборан – жидкости, декаборан и более тяжелые гомологи – твердые вещества.
Для молекул бороводородов характерен дефицит электронов, высокие координационные числа атома бора, наличие мостиковых связей В – Н – В.
Моноборан ВН3 неустойчив, выделен лишь при температуре жидкого азота. Простейшим устойчивым бораном является диборан В2Н6. Молекула диборана построена из двух фрагментов ВН3, имеет две мостиковые связи В – Н – В. Химическая связь между атомами бора отсутствует:
Бораны химически активны, на воздухе воспламеняются:
В2Н6 + 3О2 = В2О3 + 3Н2О.
Взаимодействуют с водой:
В2Н6 + 6H2O = 2H3ВО3 + 6Н2.
Образуют соединения, содержащие комплексные ионы, реакция происходит в эфире:
В2Н6 + 2LiH = 2Li[BH4].
Получить диборан можно следующими способами:
- Восстановление соединений бора водородом:
2BCl3 + 6H2 = В2Н6 + 6HCl (температура 450°С, катализатор Cu-Al).
- Восстановление галогенидов бора гидридами:
2BF3 + 6LiH = В2Н6 + 6LiF (температура 35°С, эфир).
Галогениды бора известны для всех галогенов. Молекулы галогенидов имеют форму плоского треугольника с атомом бора в центре (sp2-гибридное состояние). В обычных условиях фторид BF3 – газ, BCl3 и BBr3 – жидкости, BI3 – твердое вещество. Все они бесцветны. Могут быть получены из простых веществ при нагревании. Фторид в промышленности получают нагреванием оксида бора с фторидом кальция в присутствии концентрированной серной кислоты:
B2O3 + 3CaF2 + 3H2SO3 = 2BF3 + 3CaSO4 + 3H2O
Получение хлорида основано на хлорировании раскаленной смеси оксида бора и угля:
B2O3 + 3C + 3Cl2 = 2BCl3 + 3CO
Галогениды бора, особенно фторид, сильнейшие акцепторы электронов (кислоты Льюиса), легко реагируют с донорами электронной пары:
BF3 + KF = KBF4; BF3 + :NH3 = F3B:NH3
тетрафтороборат калия
Кислотная природа галогенидов проявляется при их гидролизе, который протекает необратимо. Вследствие этого BCl3 и BBr3 на влажном воздухе дымят, а взаимодействие иодида бора с водой идет со взрывом.
