硼烷

硼烷，任何一个同源系列的无机化合物的硼而且氢或者它们的导数。

在1912年至1937年期间，德国化学家首次系统地合成并描述了硼氢化物阿尔弗雷德股票．他称之为硼烷类比到烷烃(饱和)碳氢化合物),氢化物的碳(C)是硼的近邻元素周期表．由于较轻的硼烷易挥发，对空气和水分敏感，并且有毒，斯托克开发了高真空方法和设备来研究它们。美国对硼烷的研究始于1931年，由Hermann I. Schlesinger和Anton B. Burg进行。直到二战期间当时美国政府支持寻找挥发性的研究铀化合物(硼氢化物)用于同位素分离，以及20世纪50年代，当它支持开发高能项目时燃料用于火箭和喷气式飞机。(硼烷及其衍生物的热要高得多燃烧而不是碳氢燃料。)威廉·纳恩·利普斯科姆1976年，小布什获得了诺贝尔奖诺贝尔奖因其对硼烷结构的研究而获奖照明化学键的问题，”施莱辛格的一个学生，赫伯特·查尔斯·布朗他与1979年的诺贝尔和平奖共同获奖硼氢化反应反应(1956年)中，BH的加入非常容易_3.(以BH的形式)_3.·S)中的不饱和有机化合物(即烯烃和炔烃)醚溶剂(S)在室温下定量地生成有机硼烷(即在完全或几乎完全地完成的反应中)。硼氢化反应反过来又为立体定向有机合成领域的研究开辟了新的途径。

斯托克制备的硼烷有一般的作文B_nH_{n+ 4}和B_nH_{n+ 6}，但更复杂的物种，有中性的也有阴性的(阴离子)，均为已知。除了碳，硼的氢化物比其他任何元素的氢化物都多。最简单的孤立硼烷是B₂H₆，乙硼烷(6) (阿拉伯数字括号内为氢原子数。)它是研究最广泛、合成用途最广泛的化学中间体之一。它在商业上是可获得的，多年来，许多硼烷及其衍生物都是由它直接或间接制备的。免费的黑洞_3.(和B_3.H₇)是非常不稳定的，但它们可以与Lewis碱(电子供体分子)分离为稳定的加合物(加成产物)。,黑洞_3.·N (CH_3.）_3.．硼烷可以是固体、液体或气体;一般情况下，它们的熔点和沸点随着增加而增加复杂性而且分子量．

硼烷的结构和成键

点击这里查看全尺寸表格相对于碳化合物的简单链和环构型，更复杂的硼烷中的硼原子位于多面体的角上，这些多面体可以被认为是deltahedron(具有三角形面的多面体)或deltahedron片段。对这些硼团簇的理解有助于化学家们合理地解释化学其它无机、有机金属和过渡金属团簇化合物。

的几种系统之一命名法由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)建议使用特征结构前缀:(1)closo-(源自拉丁语clovo的一种变体克洛维斯,意思是“笼子”)，的三角面体n硼原子;（2）尼多-(源自拉丁语)病灶,意为“巢”)，非封闭结构，其中B_n集群占据n角(n+ 1)角多面体——即;,一个closo-缺少一个顶点的多面体;（3）arachno-(希腊语，意思是“蜘蛛网”)，更开放的簇，硼原子占据n连续的角(n+ 2)角多面体——即;,一个closo-缺少两个顶点的多面体;（4）hypho-(希腊语，意思是“编织”或“网”)，最开放的簇，硼原子占据n角(n+ 3)垄断closo多面体;和(5)klado-(希腊语，意思是“分支”)，n的顶点n+ 4-vertexcloso被占据的多面体n硼原子。委员会成员hypho- - -klado-系列目前只被称为硼烷衍生物。两个或多个多面体硼烷簇之间的连接由前缀表示conjuncto-(拉丁语，意思是“结合在一起”)。例如,conjuncto- b₁₀H₁₆是通过加入B_3.H₈来自两个B单位₆H₉通过B-B键形成分子。

对硼烷产生巨大兴趣的原因之一是它们具有不同于任何其他类化合物的结构。因为硼烷的成键多中心键其中三个或更多的原子共用一对键电子，硼烷通常被称为缺电子物质。二硼烷(6)的结构如下:

这个结构包括三中心桥键，其中一个电子对在三个(而不是两个)原子之间共享——两个硼原子和一个氢原子。（看到化学键合:化学键合的高级方面:硼烷关于三中心键的讨论)硼的化学键:硼在正常化学键之外形成这种化学键的能力共价键导致形成复杂的多面体硼烷。

硼烷的反应与合成

虽然最简单的硼化物，如硼。B₂H₆-在空气中自燃特征绿色火焰)，对含有可替换溶剂非常敏感质子，反应性一般随分子量的增加而降低。一些高分子量的多面体阴离子，如B₁₀H₁₀²⁻和B₁₂H₁₂²⁻它们在空气中非常稳定，水，和热量。Arachno-硼烷通常反应性更强，热稳定性较低尼多硼烷的反应性更强，热稳定性更差closo硼烷。阿尔弗雷德·斯托克首先通过处理镁得到了低收率硼烷混合物硼化(毫克_3.B₂),盐酸(HCl)。二硼烷的制备比较容易，收率较高碘(我₂),钠tetrahydroborate(NaBH₄(通常称为硼氢化钠)溶剂，2 nabh₄+我₂→B₂H₆(g) + 2NaI + H₂(g),或者通过固体硼氢化物的反应(即a盐包含黑洞₄⁻离子)和无水酸，2 nabh₄+ 2 h_3.阿宝₄→B₂H₆(g) + 2NaH₂阿宝₄+ 2 h₂(g)。

商业上可获得的硼氢化物也因其作为无机还原剂广泛使用而非常重要，它们是最具商业意义的硼烷衍生物系列，也是在实验室和工业规模上制备硼烷的主要起始材料。立体定向的硼氢化反应上面提到的反应，3 rch = CH₂+¹/₂B₂H₆→B (CH₂CH₂R)_3.(其中R是烷基)，几乎可以定量地生成有机硼烷，而有机硼烷又可以生成各种有机化合物，如与初始相对应的烷烃烯烃或者伯醇。