Nitridoborát - Nitridoborate

The nitridoboritany jsou chemické sloučeniny boru a dusíku s kovy. Tyto sloučeniny se obvykle vyrábějí při vysoké teplotě reakcí šestiúhelníku nitrid boru (α -BN) s kovem nitridy nebo reakce metateze zahrnující nitridoboritany. Byla vyrobena celá řada těchto sloučenin lithium, alkalická zemina kovy a lanthanoidy a jejich struktury byly určeny pomocí krystalografických technik, jako např Rentgenová krystalografie. Strukturálně jednou z jejich zajímavých vlastností je přítomnost polyatomové anionty boru a dusíku, kde geometrie a délka vazby B – N byly interpretovány z hlediska π-vazba.

Mnoho z produkovaných sloučenin lze popsat jako ternární sloučeniny kovového boru a dusíku a jejich příklady jsou Li3BN2, Mg3BN3, La3B3N6, La5B4N9.[1] Existují však příklady sloučenin s více než jedním kovem, například La3Ni2B2N3[2] a sloučeniny obsahující anionty, jako je Cl−, například Mg2BN2Cl.[3]

Struktury a lepení

Zkoumání krystalografických údajů ukazuje přítomnost polyatomových jednotek sestávajících z boru a dusíku. Tyto jednotky mají struktury podobné strukturám izoelektronických aniontů, které mají struktury vázané na n. Vazba v některých z těchto sloučenin má iontový charakter, například Ca3[BN2]2, jiné sloučeniny mají kovové vlastnosti, kde vazba byla popsána pomocí aniontů vázaných na π s extra elektrony v anti-vazebných orbitálech, které nejen způsobují prodloužení vazeb B – N, ale jsou také součástí vodivého pásma pevný.[4] Nejjednodušší iontový BNn− je srovnatelná s C2−
2 ion, ale pokouší se připravit sloučeninu CaBN analogicky k CaC2 karbid vápníku selhalo. Vazba sloučenin obsahujících diatomický BN anion byla vysvětlena z hlediska elektronů vstupujících do anti-vazebných orbitalů a snížení pořadí vazeb B – N z 3 (trojná vazba) v BN2− na 2 (dvojná vazba) v BN4−.[5]

Některé nitridoboritany jsou podobné solím, jako je Li3BN2, LiCa4[BN2]3 jiné mají kovový lesk, například LiEu4[BN2]3. Výpočty vazeb ukazují, že energie valenčních orbitalů atomů kovů skupiny 2 a lanthanidových prvků je vyšší než energie vazebných orbitalů v BNX ionty, které indikují iontovou interakci mezi atomem kovu a BNX ion. U lanthanoidových sloučenin, kde další elektrony vstupují do anti-vazebných orbitalů iontu, může existovat menší pásová mezera, která dává sloučeninám vlastnosti podobné kovu, jako je lesk. U přechodných kovů mohou být d orbitaly podobné energii jako vazebné orbitaly v aniontech BN, což naznačuje kovalentní interakce.[4]

aniongeometrieTypická délka vazby B – N (pm)Délka vazby B-B (pm)izoelektronické sPříklady sloučenin
BNn−lineární138–202[5][6][7]CaNiBN, (Ca2+Ni2+BN4−); LaNiBN, (La3+Ni2+BN4−(E−))
BN3−
2		lineární132–137[4][8][KN2]2−, CO2Ca.3(BN2)2
BN6−
3		trigonální planární145–149[4][7]BO3−
3, CO2−
3		Los Angeles6(BN3)Ó6
B
2N8−
4		rovinný147–150[4]177–182[4]C
2Ó2−
4		Los Angeles3B2N4, (((La3+)3(B
2N8−
4)(E−))
B
3N9−
6		rovinná nebo židlová forma144–151[4]Los Angeles3B3N6[9]

Pro účely srovnání jsou následující považovány za typické délky BN vazeb[1]

SloučeninaB – N (pm)Typ vazby
Mě3N · BBr3160.2singl
Mě3N · BCl3157.5singl
Krychlový BN157Singl
Šestihranný BN144.6vzdálenost mezi vrstvami nějaká π-vazba
B (NMe2)3143.9nějaké π-vazby
Mes2BNBMes2134.5dvojná vazba
(t-Bu ) BN (t-Bu)125.8trojná vazba

Reference

  1. ^ A b Housecroft, Catherine E; Sharpe, Alan G (2005). Anorganická chemie (2. vyd.). Pearsonovo vzdělání. str. 318. ISBN  978-0-13-039913-7.
  2. ^ Blaschkowski, Björn; Meyer, H.-Jürgen (2003). „Rentgenové rafinace jednoho krystalu a supravodivost La3Ni2B2N3". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 629 (1): 129–132. doi:10.1002 / zaac.200390004. ISSN  0044-2313.
  3. ^ Somer, Mehmet; Kütükcü, Mehmet Nuri; Gil, Raul Cardoso; Borrmann, Horst; Carrillo-Cabrera, Wilder (2004). „Mg2[BN2] Cl a Mg8[BN2]5I: Nové halogenidy nitridoboritanu hořečnatého - syntézy, krystalové struktury a vibrační spektra ". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 630 (7): 1015–1021. doi:10.1002 / zaac.200400055. ISSN  0044-2313.
  4. ^ A b C d E F G Meyer, H. Jurgen (2006). „Kapitola 8: Současný stav na (B, C, N) sloučeninách vápníku a lanthanu“. V Meyer, Gerd; Naumann, Dieter; Wesemann, Lars (eds.). Zaměření anorganické chemie III. Wiley-VCH. s. 121–138. ISBN  978-3-527-31510-9.
  5. ^ A b Blaschkowski, Björn; Meyer, H.-Jürgen (2002). „Elektronické podmínky diatomických (BN) aniontů ve struktuře CaNiBN“. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 628 (6): 1249. doi:10.1002 / 1521-3749 (200206) 628: 6 <1249 :: AID-ZAAC1249> 3.0.CO; 2-S. ISSN  0044-2313.
  6. ^ Cava, R. J .; Zandbergen, H. W .; Batlogg, B .; Eisaki, H .; Takagi, H .; Krajewski, J. J .; Peck, W. F .; Gyorgy, E. M .; Uchida, S. (1994). "Supravodivost v boro-nitridu niklu lanthanitého". Příroda. 372 (6503): 245–247. doi:10.1038 / 372245a0. ISSN  0028-0836.
  7. ^ A b Blaschkowski, Björn; Jing, Haipeng; Meyer, H.-Jürgen (2002). "Nitridoboritany lanthanidů: syntéza, principy struktury a vlastnosti nové třídy sloučenin". Angewandte Chemie International Edition. 41 (18): 3322–3336. doi:10.1002 / 1521-3773 (20020916) 41:18 <3322 :: AID-ANIE3322> 3.0.CO; 2-8. ISSN  1433-7851. PMID  12298029.
  8. ^ Somer, Mehmet; Herterich, Uwe; Čurda, Jan; Carrillo-Cabrera, Wilder; Zürn, Anke; Peters, Karl; Schnering, Hans Georg von (2000). „Darstellung, Kristallstrukturen und Schwingungsspektren neuer ternärer Verbindungen mit dem Anion [N – B – N]3−". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 626 (3): 625–633. doi:10.1002 / (SICI) 1521-3749 (200003) 626: 3 <625 :: AID-ZAAC625> 3.0.CO; 2-4. ISSN  0044-2313.
  9. ^ Reckeweg, Olaf; Meyer, H.-Jürgen (1999). „Lanthanoidnitridoborate mit sechsgliedrigen B3N6-Ringen: Ln3B3N6". Angewandte Chemie. 111 (11): 1714–1716. doi:10.1002 / (SICI) 1521-3757 (19990601) 111: 11 <1714 :: AID-ANGE1714> 3.0.CO; 2-X. ISSN  0044-8249.