البوران ، أي من سلسلة متجانسة من المركبات غير العضوية للبورون والهيدروجين أو مشتقاتها.
الرابطة الكيميائية: البورانس
يمكن اعتبار مركب ديبوران المركب الذي يعاني من نقص في الإلكترون ، B2H6 ، كما ذكرنا سابقًا ، مجموعة من الذرات المتماسكة معًا
تم تصنيع هيدرات البورون لأول مرة بشكل منهجي وتميزت خلال الفترة من عام 1912 إلى عام 1937 تقريبًا من قبل الكيميائي الألماني ألفريد ستوك. ووصفهم بوران على غرار الألكانات (الهيدروكربونات المشبعة) ، وهيدرات الكربون (C) ، وهو جار البورون في الجدول الدوري. نظرًا لأن البوران الأخف كان متطايرًا وحساسًا للهواء والرطوبة وسامًا ، طور Stock طرقًا وجهازًا عالي التفريغ لدراستها. بدأ العمل الأمريكي على البوران في عام 1931 ، قام به هيرمان شليسينغر وأنتون ب. ظلت بورانيس في المقام الأول ذات أهمية أكاديمية حتى الحرب العالمية الثانية ، عندما دعمت حكومة الولايات المتحدة البحث للعثور على مركبات اليورانيوم المتطايرة (بوروهيدريد) لفصل النظائر ، وفي الخمسينيات ، عندما دعمت برامج لتطوير وقود عالي الطاقة للصواريخ والطائرات النفاثة. (بورانس ومشتقاته لها درجات حرارة أعلى بكثير من احتراق الوقود الهيدروكربوني.) وليام نون ليب كومب جونيور ، حصل على جائزة نوبل للكيمياء لعام 1976 "لدراساته حول بنية البوران التي تضيء مشاكل الترابط الكيميائي" ، في حين أن أحد شليسنجر شارك الطلاب ، هربرت تشارلز براون ، جائزة 1979 لتفاعله المائي (1956) ، الإضافة السهلة بشكل ملحوظ لـ BH3 (على شكل BH 3 · S) إلى المركبات العضوية غير المشبعة (أي الألكينات والألكينات) في مذيبات الأثير (S) في درجة حرارة الغرفة لإنتاج حبيبات عضوية كميًا (أي في تفاعل يتقدم كليًا أو شبه كليًا ، حتى الاكتمال). وفتح تفاعل الهدروبورب بدوره طرقًا جديدة للبحث في مجال التوليف العضوي النوعي.
تحتوي البوران التي تم تحضيرها بواسطة Stock على التكوين العام B n H n + 4 و B n H n + 6 ، ولكن الأنواع الأكثر تعقيدًا ، سواء المحايدة أو السلبية (الأنيونية) ، معروفة. عدد هيدريد البورون أكثر من أي عنصر آخر باستثناء الكربون. أبسط borane قابل للعزل هو B 2 H 6 ، diborane (6). (يشير الرقم العربي بين قوسين إلى عدد ذرات الهيدروجين.) وهي واحدة من أكثر الوسطيات الكيميائية التي تمت دراستها على نطاق واسع وأكثرها فائدة من الناحية التركيبية. وهو متاح تجاريًا ، ولسنوات عديدة تم تحضير العديد من البوران ومشتقاته منه ، سواء بشكل مباشر أو غير مباشر. BH 3 المجاني (و B 3 H 7) غير مستقر للغاية ، ولكن يمكن عزلهم كمضافات مستقرة (منتجات إضافية) مع قواعد لويس (جزيئات مانحة للإلكترون) - على سبيل المثال ، BH 3 · N (CH 3) 3. قد تكون البوران صلبة أو سائلة أو غازات. بشكل عام ، تزداد نقاط الانصهار والغليان مع زيادة التعقيد والوزن الجزيئي.
هيكل وترابط البوران
بدلاً من عرض تكوينات السلسلة والحلقة البسيطة لمركبات الكربون ، توجد ذرات البورون في البوران الأكثر تعقيدًا في زوايا متعدد السطوح ، والتي يمكن اعتبارها إما deltahedrons (متعدد الوجوه مع وجوه مثلثة) أو شظايا deltahedral. لقد أدى تطوير فهم مجموعات البورون هذه إلى مساعدة الكيميائيين على ترشيد كيمياء المركبات غير العضوية ، والمعادن العضوية ، والمركبات العنقودية الانتقالية.
يستخدم أحد أنظمة التسميات العديدة التي اقترحها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) البادئات الهيكلية المميزة: (1) closeo- (تلف "clovo" من clovis اللاتينية ، ويعني "قفص") ، deltahedrons of n ذرات البورون (2) nido- (من عش اللاتينية، ومعناها "عش")، والهياكل nonclosed فيه B ن مجموعة يحتل ن زوايا من (ن + 1) -cornered متعدد الوجوه، أي ما closo-متعدد الوجوه مع واحد قمة في عداد المفقودين. (3) arachno- (باليونانية ، وتعني "شبكة العنكبوت") ، وعناقيد أكثر انفتاحًا ، مع احتلال ذرات البورون في زوايا متجاورة من متعدد السطوح (n + 2) ذو زوايا متعددة - أي ، تقريب متعدد الوجوه مع ذروتين مفقودتين ؛ (4) hypho- (اليونانية ، وتعني "نسج" أو "شبكة") ، وهي أكثر المجموعات انفتاحًا ، حيث تحتل ذرات البورون n زوايا متعددة الأشكال (n + 3) ذات زوايا متعددة ؛ و (5) klado- (اليونانية ، التي تعني "الفرع") ، n رؤوس رؤوس n + 4-vertex closo-polyhedron التي تشغلها ذرات n boron. يُعرف أعضاء سلسلة hypho- و klado حاليًا بمشتقات borane فقط. يشار إلى الارتباط بين اثنين أو أكثر من مجموعات borane المتعددة السطوح بواسطة البادئة الملتحمة (اللاتينية ، التي تعني "الانضمام معًا"). على سبيل المثال ، يتم إنتاج الملتحمة B 10 H 16 بربط وحدات B 3 H 8 من جزيئين B 6 H 9 عبر رابطة B ― B.
أحد أسباب الاهتمام الكبير بالبوران هو حقيقة أنها تمتلك هياكل مختلفة عن أي فئة أخرى من المركبات. نظرًا لأن الترابط في البوران يشتمل على ارتباط متعدد المراكز ، حيث تشترك ثلاث ذرات أو أكثر في زوج من إلكترونات الربط ، فإن البوران يُطلق عليه عادةً مواد تفتقر إلى الإلكترون. يحتوي Diborane (6) على البنية التالية:
تتضمن هذه البنية ربط الجسر ثلاثي المركز ، حيث يتم تقاسم زوج إلكترون واحد بين ثلاث ذرات (بدلاً من اثنتين) - ذرتان بورون وذرة هيدروجين. (انظر الروابط الكيميائية: جوانب متقدمة من الروابط الكيميائية: بورانيس لمناقشة الروابط ثلاثية المركز.) إن قدرة البورون على تكوين مثل هذه الروابط بالإضافة إلى الروابط التساهمية العادية تؤدي إلى تكوين مركبات بوران متعددة السطوح معقدة.
