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| 名前 | |
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| IUPAC名
テトラボラン(10)
アラクノ-B 4 H 10 | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| 49820 | |
| ユニイ |
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CompToxダッシュボード （EPA）
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| プロパティ[1] | |
| B 4 H 10 | |
| モル質量 | 53.32 g/モル |
| 外観 | 無色の気体 |
| 密度 | 2.3 kg m −3（ガス） |
| 融点 | −120.8 °C (−185.4 °F; 152.3 K) |
| 沸点 | 18℃（64℉、291K） |
| 危険 | |
| NFPA 704（ファイアダイヤモンド） | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
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テトラボラン（系統的にはアラクノ-テトラボラン(10)と命名）は、最初に発見された水素化ホウ素化合物である。 [2] 1912年にアルフレッド・ストックとカール・マッセネによって分類され、ストックによって初めて単離された。[3]沸点は18℃と比較的低く、室温では気体である。テトラボランガスは悪臭を放ち、有毒である。
歴史
ボラン類は、1950年代にリップスコムらによってX線回折分析によって解明されました。X線データは二電子多中心結合を示していました。その後、高解像度X線データに基づく解析が行われ、電荷密度が解析されました。[4]
構造
他の水素化ホウ素クラスターと同様に、テトラボランの構造は水素架橋またはプロトン化二重結合による多中心結合を伴います。化学式B 4 H 10によれば、これはアラクノクラスターに分類され、バタフライ構造を有し、これはウェイド則によって合理化できます。[5]各ホウ素はsp 3混成しており、「ホウ素B1とB3を取り囲む3つの水素の配置はほぼ三角形であり、これらのホウ素はほぼ四面体混成であることが示唆され、結合角は120°と予測されます。」[6] : 35 しかし、結合角は実際には105°から90°の間であるため、ホウ素の配置は20面体または8面体のフラグメントとして分類できます。[6] : 3
X線回折と電子回折の回折データの比較から、推定される結合長と角度が得られた：B1—B2 = 1.84Å、B1—B3= 1.71Å、B2—B1—B4= 98̊、B—H = 1.19Å、B1—Hμ = 1.33Å、B2—Hμ =1.43Å。[6] : 3
準備
テトラボランは、酸とマグネシウムまたはベリリウムのホウ化物との反応によって生成され、少量ではあるがアルミニウム、マンガン、セリウムのホウ化物からも生成される。[7] ホウ化マグネシウムの加水分解、高温でのハロゲン化ホウ素の水素化、およびジボランの熱分解によってもテトラボランが生成される。ホウ化マグネシウムの加水分解は、テトラボランを実用的な収率（14%）で生成した最初の反応の一つであった。[要出典]ホウ化マグネシウムとの反応において、リン酸は（塩酸や硫酸と比較して）最も効率的な酸であることが証明された。 [8]
あるいは、ホウ素三ハロゲン化物は、アラクノ三ホウ酸塩(8)とメタセシス反応を起こす(B 3 H−
8）塩と反応させてテトラボランとヒドリドトリハロボレート塩を50％近くの収率で得ることができる。[9]
異性体
科学者たちは現在[いつ？ ]、アラクノ-テトラボラン構造のビス(ジボラニル)異性体の生成に取り組んでいます。ビス(ジボラニル)は、ハートリー・フォック法（HF）レベルでより低いエネルギーを持つと予想されています。ビス(ジボラニル)異性体は、ウルツ反応またはナトリウムアマルガム存在下でのB 2 H 5 Iのカップリングによってテトラボランを合成する際に最初に生成されるという証拠がいくつかあります。ビス(ジボラニル)異性体からアラクノ-テトラボラン構造への変換経路は、計算によって3つ構築されています。
- 経路1：B 3 H 7とBH 3を経由する解離経路
- 経路2: 局所最小値で区切られた2つの遷移状態を巡る協調経路
- 経路3：五配位異性体を中間体として含むもう一つの協調経路
経路2と経路3の方が、それぞれ33.1 kcal/molと22.7 kcal/molのエネルギーでより有利であるため、より可能性が高い。[10]
安全性
テトラボランは酸化されやすいため、真空状態で保管する必要があります。テトラボランは空気、酸素、硝酸と接触すると発火します。テトラボランを含むボラン類全般は非常に有毒であり、生物学的に有害であるとされています。ウサギとラットにこの化学物質を少量毎日曝露させた実験では、死亡例が出ました。[11]
参考文献
- ^ Weast, Robert C. 編 (1981). CRC Handbook of Chemistry and Physics (62nd ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. p. B-84. ISBN 0-8493-0462-8。
- ^ Wiberg, E. (1977-01-01). 「アルフレッド・ストックと無機化学のルネッサンス」.純粋・応用化学. 49 (6): 691– 700. doi : 10.1351/pac197749060691 . ISSN 1365-3075.
- ^ ストック、アルフレッド;マセネス、カール (1912-10-01)。 「ボルヴァッサーストフ」。Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft。45 (3): 3539–3568。土井:10.1002/cber.191204503113。ISSN 0365-9496。
- ^ Förster, Diana; Hübschle, Christian B.; Luger, Peter; Hügle, Thomas; Lentz, Dieter (2008). 「2電子3中心B−H−B結合について：テトラボラン(10)の電荷密度測定」 .無機化学. 47 (6): 1874– 1876. doi :10.1021/ic701924r. ISSN 0020-1669. PMID 18271535.
- ^ グライムズ、ラッセル・N.「ホウ素」。『上級無機化学』。F・アルバート・コットン、ジェフリー・ウィルキンソン、カルロス・A・ムリーリョ、マンフレッド・ボッホマン著。第6版。Np: np、1999年。143-46ページ。印刷。
- ^ abc リップスコム、ウィリアム・N. 『ホウ素水素化物』ニューヨーク：WAベンジャミン、1963年。印刷。
- ^ ストック、アルフレッド（1933年）『ホウ素とケイ素の水素化物』コーネル大学出版局、60頁。
- ^ ストック1933、41ページ。
- ^ Toft, Mark A.; Leach, J. B.; Himpsl, Francis L.; Shore, Sheldon G. (1982) [1981年10月20日]. 「水素化物イオン抽出反応による水素化ホウ素の新しい系統的合成：B 2 H 6、B 4 H 10、B 5 H 11、およびB 10 H 14の調製」.無機化学. 1982 (21). アメリカ化学会: 1952– 1957. doi :10.1021/ic00135a048.
- ^ Ramakrishna, Vinutha; Duke, Brian J. (2004). 「B4H10のビス（ジボラニル）構造は観測できるか？物語は続く」 .無機化学. 43 (25): 8176– 8184. doi :10.1021/ic049558o. ISSN 0020-1669. PMID 15578859.
- ^ 「アーカイブコピー」（PDF） 。 2011年7月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2011年5月11日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク)
外部リンク
- 「ホウ素»テトラボラン（10）[WebElements周期表]」Webelements.com . 2017年6月7日閲覧。
- 「ライナス・ポーリング研究ノート - 特別コレクション＆アーカイブ研究センター」Osulibrary.orst.edu。2012年7月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年6月7日閲覧。
