Monofluorid boritý - Boron monofluoride

Monofluorid boritý
Jména
Ostatní jména
Fluorid boritý

Fluorid boritý
Fluoroboronen

Fluoroborylen
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Informační karta ECHA100.033.970 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 237-383-0
UNII
Vlastnosti
BF
Molární hmotnost29.81 g · mol−1
Termochemie
200,48 J K.−1 mol−1
115,90 kJ mol−1
Související sloučeniny
Kysličník uhelnatý, dinitrogen, nitrosonium, kyanid, acetylid
Související sloučeniny
monofluorid hlinitý
chlorid hlinitý
monojodid hlinitý
galiummonofluorid
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Monofluorid boritý nebo fluoroborylen je chemická sloučenina vzorce BF, jednoho atomu bór a jeden z fluor. Byl objeven jako nestabilní plyn a až v roce 2009 bylo zjištěno, že je stabilní ligand kombinovat s přechodné kovy stejným způsobem jako kysličník uhelnatý. Je to subhalogenid, obsahující méně než normální počet atomů fluoru, ve srovnání s fluorid boritý. Může se také nazývat a borylen, protože obsahuje bór se dvěma nesdílenými elektrony. BF je izoelektronický s oxidem uhelnatým a dinitrogen; každá molekula má 14 elektronů.[1]

Struktura

Experimentální B – F délka vazby je 1,26267A.[2][3][4] Přesto, že je izoelektronický vůči trojitě vázaným druhům CO a N2„Výpočtové studie se obecně shodují na tom, že skutečné pořadí vazeb je mnohem nižší než 3. Jeden uváděný výpočet pořadí dluhopisů pro molekulu je 1,4 ve srovnání s 2,6 pro CO a 3,0 pro N2.[5]

Struktury Lewisova tečkového diagramu ukazují tři formální alternativy pro popis vazby v fluoridu boritém.

BF je neobvyklý v tom, že dipólový moment je invertován fluórem s kladným nábojem, i když je to elektronegativnější prvek. To je vysvětleno tím, že 2sp orbitaly boru jsou přeorientovány a mají vyšší elektronovou hustotu. Zpětné vazby nebo přenos π orbitálních elektronů pro atom fluoru není nutný k vysvětlení polarizace.[6]

Příprava

Monofluorid boru lze připravit průchodem fluorid boritý plyn při 2000 ° C na bórové tyči. Může kondenzovat při teplotách kapalného dusíku (-196 ° C).[7]

Vlastnosti

Molekuly fluoridu boritého mají disociační energii 7,8 eV nebo vznikající teplo −27,5 ± 3 kcal / mol[1][8] 760 kJ / mol.[2] První ionizační potenciál je 11,115 eV.[2] ωE je 1765 cm−1.[2]

Reakce

BF může sám se sebou reagovat za vzniku polymerů boru obsahujícího fluor s 10 až 14 atomy boru. BF reaguje s BF3 tvořit B2F4. BF a B2F4 dále kombinujte a vytvořte B3F5. B3F5 je nestabilní nad -50 ° C a tvoří B8F12. Tato látka je žlutý olej.[7]

BF reaguje s acetyleny za vzniku 1,4-diboracyklohexadienového kruhového systému. BF může kondenzovat s 2-butyn za vzniku 1,4-difluor-2,3,5,6-tetramethyl-l, 4-diboracyklohexadienu. Také reaguje s acetylén za vzniku 1,4-difluor-1,4-diboracyklohexadienu.[7] Propen reaguje a vytváří směs cyklických a necyklických molekul, které mohou obsahovat BF nebo BF2.[2]

BF sotva reaguje C2F4 nebo SiF4.[2] BF reaguje s arsine, kysličník uhelnatý, fluorid fosforitý, fosfin, a chlorid fosforitý vyrábět adukty jako (BF2)3B • AsH3, (BF2)3B • CO, (BF2)3B • PF3, (BF2)3B • PH3, a (BF2)3B • PCl3.[2]

BF reaguje s kyslíkem: BF + O2 → OBF + O; s chlorem: BF + Cl2 → ClBF + Cl; a s oxid dusičitý BF + NO2 → OBF + NE.[9]

Ligand

První případ BF je a ligand na přechodový prvek byla prokázána v roce 2009 sloučeninou (C.5H5)2Ru2(CO)4(μ-BF).[10] BF byl vázán na oba ruthenium atomy jako most.[11]

Vidovic a Aldridge reagovali NaRu (CO)2(C5H5) s (Et2O) · BF3.[12] Všimněte si, že BF byl vytvořen na místě, spíše než přidán.

Na začátku roku 1968 K. Kämpfer, H. Nöth, W. Petz a G. Schmid tvrdili, že Fe (BF) (CO)4 vznikl při reakci B2F4 s Fe (CO)5, nicméně toto nebylo reprodukováno.[12]

Reakcí par železa s B2F4 a PF3, látka se vzorcem (PF3)4Byl vyroben FeBF.[2] Hafnium, thorium, titan a zirkonium mohou při nízké teplotě 6 K tvořit difluorid s BF ligandem. Ty vznikají reakcí atomového kovu s BF3.[2] První plně charakterizovaná molekula s BF jako terminálním ligandem byla syntetizována Drance a Figueroa v roce 2019.[13]

BF je izoelektronický s oxidem uhelnatým (CO) a mohl by tedy tvořit podobné sloučeniny kovové karbonyly. Předpokládá se také přemostění mezi dvěma nebo třemi atomy kovu (μ2 a μ3).[14] Práce s BF jako ligandem je obtížná kvůli jeho nestabilitě ve volném stavu.[15]

Reference

  1. ^ A b Hildenbrand, Donald L .; Murad, Edmond (1965). „Disociační energie fluoridu boritého z hmotnostně spektrometrických studií“. The Journal of Chemical Physics. 43 (4): 1400. Bibcode:1965JChPh..43,1400H. doi:10.1063/1.1696932.
  2. ^ A b C d E F G h i Vidovic, Dragoslav; Aldridge, Simon (2011). "Koordinační chemie monohalidů skupiny 13". Chemická věda. 2 (4): 601. doi:10.1039 / C0SC00508H.
  3. ^ Nesbet, R. K. (1964). "Elektronická struktura N2, CO a BF". The Journal of Chemical Physics. 40 (12): 3619–3633. Bibcode:1964JChPh..40,3619N. doi:10.1063/1.1725063.
  4. ^ Cazzoli, G .; Cludi, L .; Degli Esposti, C .; Dore, L. (1989). "Spektrum milimetrových a submilimetrových vln fluoridu boritého: rovnovážná struktura". Journal of Molecular Spectroscopy. 134 (1): 159–167. Bibcode:1989JMoSp.134..159C. doi:10.1016/0022-2852(89)90138-0. ISSN  0022-2852.
  5. ^ Martinie, R. J .; Bultema, J. J .; van der Wal, M. N .; Burkhart, B. J .; van der Griend, D. A. & de Kock, R. L. (2011). "Pořadí dluhopisů a chemické vlastnosti BF, CO a N2". Journal of Chemical Education. 88 (8): 1094–1097. Bibcode:2011JChEd..88.1094M. doi:10.1021 / ed100758t.
  6. ^ Fantuzzi, Felipe; Cardozo, Thiago Messias; Nascimento, Marco Antonio Chaer (28. května 2015). „Povaha chemické vazby a původ invertovaného dipólového momentu v fluoridu boritém: přístup generalizované valenční vazby“. The Journal of Physical Chemistry A. 119 (21): 5335–5343. Bibcode:2015JPCA..119.5335F. doi:10.1021 / jp510085r. PMID  25531385.
  7. ^ A b C Timms, P. L. (1972). „Kondenzace při nízké teplotě“. Pokroky v anorganické chemii a radiochemii. str. 143. ISBN  0-12-023614-1.
  8. ^ Eyring, Leroy (1967). Pokroky v objemu vysokoteplotní chemie 1. Akademický tisk. str. 70. ISBN  9781483224343.
  9. ^ Light, G. C .; Herm, R. R .; Matsumoto, J. H. (listopad 1985). „Kinetika některých elementárních reakcí fluoridu boritého v plynné fázi“ (PDF). The Journal of Physical Chemistry. 89 (23): 5066–5074. doi:10.1021 / j100269a036.
  10. ^ Vidovic, Dragoslav; Aldridge, Simon (4. května 2009). "Koordinace a aktivace molekuly BF". Angewandte Chemie. 121 (20): 3723–3726. doi:10.1002 / ange.200901022. PMID  19373822.
  11. ^ Xu, L .; Li, Q .; Xie, Y .; King, R. B .; Schaefer, H. F. (2010). „Perspektivy výroby organokovových sloučenin s ligandy BF: fluoroborylen železo karbonyly“. Anorganická chemie. 49 (3): 1046–1055. doi:10.1021 / ic901964f. PMID  20041690.
  12. ^ A b Xu, L .; Li, Q.-S .; Xie, Y .; King, R. B .; Schaefer, H.F. III (2010). "Binuclear fluoroborylene mangan karbonyls". Anorganica Chimica Acta. 363 (13): 3538–3549. doi:10.1016 / j.ica.2010.07.013.
  13. ^ Drance, M. J .; Sears, J. D .; Mrse, A. M .; Moore, C.E .; Rheingold, A. L .; Neidig, M. L .; Figueroa, J. S. (2019). "Terminální koordinace diatomického fluoridu boritého na železo". Věda. 363 (6432): 1203–1205. doi:10.1126 / science.aaw6102. PMID  30872521. S2CID  78094683.
  14. ^ Xu, Liancai; Li, Qian-shu; Xie, Yaoming; King, R. Bruce; Schaefer, Henry F. (15. března 2010). „Hlavní rozdíl mezi izoelektronickými fluoroborylenovými a karbonylovými ligandy: trojnásobné přemostění fluoroborylenových ligandů v Fe3 (BF) 3 (CO) 9 izoelektronických s Fe3 (CO) 12“. Anorganická chemie. 49 (6): 2996–3001. doi:10,1021 / ic902511m. PMID  20143841.
  15. ^ Xu, Liancai; Li, Qian-shu; King, R. Bruce (květen 2012). „Fluoroborylenové ligandy v binukleárních rutheniových karbonylech: Srovnání s jejich železnými analogy“. Mnohostěn. 38 (1): 44–49. doi:10.1016 / j.poly.2012.02.003.