Боразол

16.10.2022

Боразол (боразин, триборинтриимид) — химическое вещество с химической формулой B3H6N3, бесцветная жидкость. Молекула представляет собой шестичленное плоское кольцо, в котором чередуются атомы бора и азота, каждый из них соединён с одним атомом водорода. Боразол не следует путать с борабензолом — аналогом пиридина, в котором атом азота заменён на бор.

Молекула боразола изоэлектронна молекуле бензола и имеет аналогичное строение. Уменьшение межъядерного расстояния в боразоле (d (B—N) = 0,144 нм по сравнению с одинарной связью d (B—N) = 0,154 нм) связано с делокализацией π-электронов. Распределение электронной плотности отвечает эффективным зарядам δ- и δ+ N − − B + {displaystyle {stackrel {-}{mbox{N}}}-{stackrel {+}{mbox{B}}}} и разной полярности связей N − − H + {displaystyle {stackrel {-}{mbox{N}}}-{stackrel {+}{mbox{H}}}} и B + − H − {displaystyle {stackrel {+}{mbox{B}}}-{stackrel {-}{mbox{H}}}} .

Свойства

Являясь неорганическим аналогом бензола, боразол напоминает бензол по своим физическим свойствам (агрегатное состояние, интервал кипения, плотность и т. п.); в то же время, химические свойства боразола и бензола резко различаются.

Реакционная способность боразола выше, чем у бензола, вследствие полярности связей (три атома азота поставляют свои неподелённые электронные пары на свободные орбитали атомов бора). Так, он окисляется на воздухе, растворим в воде, с которой постепенно реагирует с образованием В(ОН)3, NH3 и Н2, и менее термически устойчив, чем бензол.

Атомы Н, связанные с атомами B, способны замещаться без разрушения цикла. Так, при действии BCl3 или BBr3 на боразол при нагревании образуются твёрдые устойчивые соединения — тригалогенборазолы B3N3H3Hal3.

Атомы H при N не способны вступать в реакции замещения.

Получение

• Боразол можно получить нагреванием тетрагидридобората лития и хлорида аммония:

3 L i B H 4 + 3 N H 4 C l → B 3 H 6 N 3 + 3 L i C l + 9 H 2 {displaystyle {mathsf {3LiBH_{4}+3NH_{4}Cl ightarrow B_{3}H_{6}N_{3}+3LiCl+9H_{2}}}}

• По реакции диборана с аммиаком, которая также проводится при нагревании:

3 B 2 H 6 + 6 N H 3 → 2 B 3 H 6 N 3 + 12 H 2 {displaystyle {mathsf {3B_{2}H_{6}+6NH_{3} ightarrow 2B_{3}H_{6}N_{3}+12H_{2}}}}

• Реакцией трихлорида бора с хлоридом аммония. Реакция идёт в две стадии:

3 B C l 3 + 3 N H 4 C l → C l 3 B 3 H 3 N 3 + 9 H C l {displaystyle {mathsf {3BCl_{3}+3NH_{4}Cl ightarrow Cl_{3}B_{3}H_{3}N_{3}+9HCl}}} C l 3 B 3 H 3 N 3 + 3 N a B H 4 → B 3 H 6 N 3 + 3 / 2 B 2 H 6 + 3 N a C l {displaystyle {mathsf {Cl_{3}B_{3}H_{3}N_{3}+3NaBH_{4} ightarrow B_{3}H_{6}N_{3}+3/2B_{2}H_{6}+3NaCl}}}

• Тримеризация боразина (с тройной связью между азотом и бором):

3 H B N H → B 3 H 6 N 3 {displaystyle {mathsf {3HBNH ightarrow B_{3}H_{6}N_{3}}}}