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常見硼烷及其性質(zhì)


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-03-08

       用類似于制硅烷的方法已制得二十多種硼的氫化物——硼烷。硼烷在組成上與硅烷、烷烴相似,而在物理、化學(xué)性狀方面更像硅烷(見表14-8)。

表14-8  碳、硅、硼的氫化物的物理性質(zhì)的比較

硼烷 烷烴 硅烷
化合物 熔點(diǎn)/K 沸點(diǎn)/K 化合物 熔點(diǎn)/K 沸點(diǎn)/K 化合物 熔點(diǎn)/K 沸點(diǎn)/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+6兩大類,前者較穩(wěn)定。在常溫下,B2H6及B4H10為氣體,B5~B8為液體,B10H14及其它高硼烷都是固體。高硼烷都可以看作是不完整的二十面體碎片(見圖14-9)。


表14-9  常見的硼烷

分子式 B2H6 B4H10 B5H9 B5H11 B6H10 B10H14
名稱 乙硼烷 丁硼烷 戊硼烷-9 戊硼烷-11 己硼烷 癸硼烷
室溫下狀態(tài) 氣體 氣體 液體 液體 液體 固體
沸點(diǎn)/K 180.5 291 321 336 383 486
熔點(diǎn)/K 107.5 153 226.4 150 210.7 372.6
溶解情況 易溶于乙醚 易溶于苯 易溶于苯
易溶于苯 易溶于苯
水解情況 室溫下很快 室溫下緩慢 363K 三天尚未水解完全
363K時(shí)16小時(shí)尚未水解完全 室溫緩慢加熱較快
穩(wěn)定性 373K以下穩(wěn)定 穩(wěn)定 很穩(wěn)定 室溫分解 室溫緩慢分解 極穩(wěn)定


       硼烷多數(shù)有毒、有氣味、不穩(wěn)定。在空氣中激烈地燃燒且放出大量的熱。

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

它們是強(qiáng)還原劑,能與氧化劑反應(yīng)。與鹵素生成鹵化硼:

B2H6+6X2=2BX3+6HX

硼烷水解放出H2:

B2H6+6H2O=2H3BO3↓+6H2↑

有些硼烷加熱即分解,如乙硼烷只在373K以下穩(wěn)定,高于此溫度,則轉(zhuǎn)變?yōu)楦吲鹜?。B2H6的熱分解產(chǎn)物很復(fù)雜,有B4H10、B5H9、B5H11和B10H14等等,控制不同條件,可得到不同的主產(chǎn)物。

       如:2B2H6加壓B4H10H2

       相當(dāng)于CH4和SiH4的BH3只能瞬時(shí)存在。在一般制備反應(yīng)中得到的是BH3的二聚體B2H6。

4BF3+3NaBH4=(乙醚或其它非羥基溶劑)2B2H6+3NaBF4

       B2H6是制純硼或其他硼化合物的原料之一。也是p型半導(dǎo)體材料的摻雜劑(BF3也是)。


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