Н.С. Ахметов - Общая и неорганическая химия (1109650), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Химия ларборяиов я настояще~ время ивтсисивио изщ)ястся. 0 ь с о б о р а т н ы е анионы, подобно оксиду боря, в большинстве своем полимерны. В качестве простейших предстявиточеи 'можно назвать циклический метаборатный янион (ВОг)"., '(в кристаллах КНОг. ХяВО ) и полиметаборатный инион (ВО,,)о в видо плоской зигзягообРжгнои бесконечной цепи (в криста.шах ('а(ВО ); Н г), г 1 [)Вот 0 ! Гв 0 0 ! В В 0'~ ~0~ ~0 (ВОг)г Указанные анионы состоят из плоских треугольных структурных единиц ВОж что отвечает арг-гибридному состоянию орбитвлей бора. В оксоборатах орбитали атома бора находятся, кроме того, в состоянии ярг-гибридизации, т.е.
образуют четыре сс-связи: Способы сочетания треугольных ВОг, тетраэдрических В04, а также треугольных и тетраэдрических структурных единиц между собой весьма разнообразны. В гидратированных оксоборатах вокруг атомов бора координируются также ОН-группы, Все это объясняет очень большое разнообразие составов и структур оксоборатов. О разнообразии составов безводных оксоборатов можно судить, например, по диаграмме плавкости системы ХгΠ— ВгОг (рис. 189). Большинство оксоборатов в воде не растворяется. Исключение составляют бораты а-элементов ! группы.
Более других используется теграборат натрия ХагВ„От. КРисталлы буры Хагв40) 10НгО или Хаг[вчОг(ОН)4] ° 8НгО состоят из анионов [В,О,(ОН)„]- ! Π—  — О / НΠ— В угг  — ОН ~Π—  — О Н объединенных в цепи посредством водородных связей. Между цепями находятся ионы Ха' и молекулы НгО, которые, в свою очередь, связывают их между собой как эа счет притяжения ионов друг к другу, так и через водородные связи. Оксобораты водорода — белые кристаллические вещества.
Ортоборат водорода (в растворе ор>поборяая кислота) имеет слоистую решетку, в которой молекулы НэВО» связаны в плоские слои за счет водородных связей, а сами глои соединены друг с другом (на расстоянии 0,318 нм) межмолекулярными связями. Поэтому в твердом состоянии НзвОз — чешуйки, жирные на ощупь. Структура одного слоя кривталла НэВОэ показана ниже.
Ь., ! Ь в,н н Н 'Н о н н н н.. н.- в ' н н"' »х О о 1! 'о ! Й Н ! В Н, Н" В а ,.о о ! ''о' ! Оксоборат водорода сравнительно мало растворим в воде. Ортоборная кислота — очень слабая, одноооновная, В отличие от обычных киолот ее киолотные свойства обязаны не отщеплению протона, а присоединению ОН -ионов: В(ОН), + НОН вЂ” [В(ОН)„[- + Н', рК = 9>15 Ортаборную кислоту палучшот гидрализом галогенидов, баранов и др. При нагревании ортоборат водорода теряет воду.
переходя в полимерные мотаборяты водорода НВО, я затем в Вэ05 ам..аь* Н,ВОв НВО. „0 ВэОв Н2 0 Одна из модификаций НВОэ (т. пл. 176 "С) содержит циклические структурные единицы (НВО>)я, которые объединяются в плогкие слои эа счет водородных связей: о" н ! о ~о в Палибораты водорода в раствора легко гидратируи>т<я, поэтому при доигтвии на них кислот обычно выделяется ортаборнвя кнг летя, например: Ха.В >От + Нз>ВО< — Ха>ХО< + Н>В<0> Н,В,О> + 5НэО = 4НвВОя Наоборот, при нейтрализации НяВОх избытком щелочи (т.е. при выделении воды) характерные для бора связи  — Π— В возникли»т гнова и опять абразук>тся п<шибораты, выделякициегя иэ растворов в виде кристаллогидратов, например 4НяВОл + 2ХаОН + ЗН 0 = Ха В<0> 10Н 0 Везводные аксобораты получают оплавленном В Ох илн Н«ВОэ г ок<'идами метил»!ав: Са0 + В20» —— Са(ВО ) Подобна силикатам (1у>) и фосфатам (з>), полиборяты легко переходят в «теклаабразное состояние Тяь, при прокяливянии буры говместно < солями я< которых и< тял:<ов обрязуютгя дюипые выгокомолекуляриые по»>ихичяборят>! — <т< кля, чягто окрашенные в хараьтеряьк ив<та, например.
Х» В!)з ° Сг(ВО ) > — звлеиыи, 2ХяВО .Со(ВОэ) — винни: Хаэв<0> -<- бо0 — 2ХаВО> Со(ВО»)з Ня своигтве буры растворять окгиды металлов огяовяпо примепеша г» для об!шэоваиия змяляи, при панке металлов. в ш<ялитич< > кои пряьтши для обяврули иия ряда <»-элементов. Добавка Хаэв<0> или Н;ВОя (до 3 — !2% В>0з) придает силикатному стеклу повышенную термическую и химиче<кук> гтоиьость Вора< илиьятные стекла: яяр<><с — 81% уй0э 2% (А%О» е Г<э0,), 12%, В»Оь ОЛ% Ся0. 4,5>% Хя 0; ягягхое — 75% %0ъ 5% (А',~0э + 1'я<0<), 7% В 0„1% С»0, 4% Вя0 б% Хя.О, !% У>в0 и др. — широко применя<отгя лля >гзготовлгкия химичесьои посуды.
трубопроводов в хими я*ских произвол<ты>х и т д. В боросиликятяых <теклях имеются группы ВО< и ВО.<, ьключепяь<е в гиликятяук> !и шетку Известно соединение гоставя ВРО<, которое предгтявляет гобои гмгшанныи оксид го структурои типа 5>0ъ Смешанным сульфидом является ВРЯе которыи и эот и пеи В! Вз: <з~ о~ и аналог нафталина; НО~ Π— О ОН г НО~ ~Π— О~ ~ОН ! ! >С---С Н г этклен НгС СНг этан НСвСУ! ацетилен Н>М ВНг бораэан НгМ=ВН> бо равен НМпВН бораэин С у л ь ф и д о б о р а т ы (П1) получаются при сплавлении сульфидов металлов с сульфидом бора ВгБ. Сульфидобораты водорода (тиоборные кислоты) неустойчивы, в водных растворах легко разлагаются: Са(ВБг)г + НгБОч — — СаБОч + 2НВБг НВБг + ЗНгО = НгВОг + 2Н>Б Весьма разнообразны — п е р о к с о б о р а т ы.
В качестве простейших представителей можно указать на МНчВОг, КВОг, МаНгВОе, МаВО>.4НгО, Строение пероксоборатов изучено недосгаточно. В некоторых из них (например, МаВОг 4НгО) в кристаллах обнаружены анионы [Вг(Ог)г(ОН)ч]г с двумя мостиковыми пероксогруппами, связывающими тетраэдрические атомы бора: Пербораты получают действием НгОг на бораты или действием пероксидов щслочньм металлов на НгВОг. Пербораты — сильные окислигсли. Используются в качестве отбсливающих средств в моющих порошках, так как при гндролизе образую> пероксид водорода.
Большое внимание привлекают борорганические соединения, в частности содержащие цепи  — Π— В,  — М вЂ” В,  — Р— В,  — Б — В, обрам— ленные органическими радикалами. Особый интерес представляют производные борагола В>МгНе: Боразол — бесцветная жидкость (т. пл. -56 С и т.
кип. 55 'С). По структуре и ряду свойств близок к бензолу и потому его образно назы— вают "неорганическим бензолом". Наличием, как и в бензоле, делокализованной х-связи объясняется уменьшение межъядерного расстояния 4 (ВМ) в боразоле до 0,144 нм по сравнению с длиной связи В-М 0,154 нм. Распределение электронной плотности отвечает б-б> б-б ° бчбэффективным зарядам М В и разной полярности связей М Н и В Н . Реакционная способность боразола выше, чем бензола. Боразол разчагаегся 486 при нагревании на воздухе, в воде и при действии кислот.
Его можно полу- чить нагреванием тстрагидридоборага лития и хлорида аммония: 3!.!ВНч + ЗМНчС! = В>М>Нь + 3!ЗС! + 9Пг Среди продуктов превращения бораэола выделены аналог дифеннла: Н Н Н Н В вЂ” -М В вЂ” М ЙН Н Н НМ,---. М,---,МН ! (,','~( ',! М М Н Н Ьоразол и его производные представляют как теоретический, так и практический интерес. Име>отея, например, маслостойкие и термостойкие борорганическио соединения. Производные Г>оразола могут применяться также в качестве ракетного топлива. Как видно из изложенного, соединения бора с азотом во многом напоминая>т соединения углерода Эту аналогию мы наблюдали на примерах двух модификаций нитрида бора (графито- и алмазоподобного), боразола и его производных.
Ее можно проиллюстрировать также следующими примерами: Во всех этих соединениях атомы бора и азота имитируют структуру атома углерода; четвертая связь Н вЂ” М возникает за счет использования арг-гибридной несвязывающей электронной пары азота и свободной арг-гибридной орбитали атома бора. В относительно простых производных атомы бора и азота имитируют структуру атома углерода аа счет образования соответственно анионных и катионных комплексов, изоэлектронных соответствующим соединениям углерода. Например: 487 в с + ++ — + +++ + +++ 22 2,9 2р СН,> Х>Н2' С Н, В2Н,"'] В соединениях типа ВРО.„ВРБ о атомы бора и фосфора имитируь>т структуру атома углерода и кремния соответственно 1 2.
АЛ1054ИНИЙ Атом алюминия (! 922922!>"Зв>З!») большо по размеру, чем атом бора, и обладает мсдп,шеи:>пергигй иоиизации. Следовательно. неметаллическиее признаки химического зломеьта алюминия выражены в мтп,— шей степени, чем химического элемента боря. Для лгь>мипия, ьаь и для бора, паиболео характерна степень окисления +3. Отрицательная степень окислония алюминия проявляется еще реже. Для алюминия (1П) наиболее хараьтерпы координационные числа 6 и 4 Координационное Пространственное Примеры соединений число А!(РП) распслохсение лигапдов Тстрзэдричссьол А!01,, А!Н, алюмлсплььаты Оьтзодрмчесь»с А!гО> А!Г] .
Л!Гз. [Л!(ОН>)>]". [А)(ОН)л(ОН>)2] Алюминий — тиг>ичный амфотерпыи зцьъь пт Н отлил>и от боря для него характерны ие только апиопнью, ио и катиопььм комплоьсь> Так, в зависизюсти от рН водного раствора сушоствуют ьатионный аквакомшь ю [А)(ОН>)ь]" и аииопный гидроьсош>м>шеь< [А1(ОН)ь]2 По распре>траьелности па Земле аль>миьий занимает третье место (после О, Б!). состоит из одного стабильного и;ютопь 2>зН Алюминий находится в земной ю>ре главным обраюм ь виде соедипепий с ьислородом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
