Výskyt boru: Výroba boru: H 3 BO 3 2 B 2 O Mg B + 6 MgO. 2 BCl Zn 2 B + 3 ZnCl 2. rozklad na žhaveném W-vlákně BI 3 2 B + 3/2I 2

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Výskyt boru: Výroba boru: H 3 BO 3 2 B 2 O Mg B + 6 MgO. 2 BCl Zn 2 B + 3 ZnCl 2. rozklad na žhaveném W-vlákně BI 3 2 B + 3/2I 2"

Karla Jaroslava Sedláčková
před 5 lety
Počet zobrazení:

Bor Výskyt boru: Výroba boru: t H 3 BO 3 2 B 2 O 3 + 6 Mg B + 6 MgO 2

1 Bor Výskyt boru: Výroba boru: t H 3 BO 3 2 B 2 O Mg B + 6 MgO 2 BCl Zn 2 B + 3 ZnCl 2 BI 3 2 B + 3/2I 2 rozklad na žhaveném W-vlákně

2 Vlastnosti boru chemie B se podobá chemii Si diagonální podobnost je velmi tvrdý v Mohsově stupni tvrdosti má č atom boru má k dispozici čtyři vazebné orbitaly, ale jen tři valenční elektrony B je typicky trojvazný, snadno přijímá další elektronový pár, pak je čtyřvazný chemie boru je určena malým rozměrem jeho atomu a vysokými hodnotami ionizační energie i elektronegativity bor vytváří ohromné množství zajímavých sloučenin typická je tvorba vícestředových elektronově deficitních vazeb (viz borany) existence těchto vazeb vede k polovodivosti boru

3 Elementární bor -tetragonální bor Ikosaedr (dvacetistěn) B 12 -trigonální bor

4 Reaktivita boru krystalický bor je chemicky velmi málo reaktivní; v amorfním práškovém stavu se jeho reaktivita zvyšuje. Za zvýšené teploty pak reaguje např. s kyslíkem, dusíkem, halogeny i sírou za vzniku B 2 O 3, BN, BX 3 a B 2 S 3 Vroucí kyselina dusičná i roztavené louhy bor oxidují. B + 3 HNO 3 H 3 BO NO 2 2 B + 6 NaOH Na 3 BO H 2

5 Použití elementárního boru Bor se používá jako přísada do některých slitin (moderátory v jaderné energetice) Existuje i vláknitá forma boru s wolframovým jádrem, používaná v kosmické technice. Výroba technicky užitečných sloučenin, např. nitridy boru jsou velmi tvrdé a mají význam při povrchové úpravě kovů

6 Sloučeniny boru Boridy - binární, často i nestechiometrické sloučeniny boru s kovy je jich známo více jako 200, velmi tvrdé materiály Sc 2 O B BCl 3 + W + ½ H 2 2 ScB BO WB + Cl 2 + HCl 2 TiCl BCl H 2 2 TiB HCl Využití boridů: Eu 2 O B 4 C brusné materiály 2 EuB CO nejčastější způsob výroby (v elektrické peci) extrémně namáhané materiály pro výrobu lopatek turbín, raketových trysek apod.

7 Struktura boridů kubooktaedr

8 Binární sloučeniny boru - borany Borany - velmi rozsáhlá skupina sloučenin boru s vodíkem (W.N. Lipscomb Nobelova cena 1976) Příprava a výroba

Binární sloučeniny boru - borany Diboran

9 Binární sloučeniny boru - borany Diboran B 2 H 6 H H B H H B H H vazba B-H-B - třístředová delokalizovaná elektronově deficitní vazba (tři atomy jsou vázány nikoli čtyřmi, ale jen dvěma elektrony) Reakce diboranu B 2 H O 2 B 2 O H 2 O

10 Binární sloučeniny boru - borany Ostatní borany (vedle vazeb B H B se v nich vyskytují i podobné vazby B B B) (closo = klec) (nidus = hnízdo) (arachne = pavučina) (hyphe = síť) vznikají spojením předchozích typů

11 closo borany Binární sloučeniny boru - borany anionty

12 Binární sloučeniny boru - borany nido - borany arachno - borany

13 Binární sloučeniny Sloučeniny boru boru - borany conjuncto B 20 H 26

14 Binární sloučeniny Sloučeniny boru boru - borany izomery conjuncto B 20 H

15 Ostatní sloučeniny boru na bázi boranů Karborany atomy boru jsou nahrazeny atomem uhlíku jde o anionty

16 Ostatní sloučeniny boru na bázi boranů

17 Ostatní sloučeniny boru na bázi boranů Bimetalo - karborany

18 Ostatní sloučeniny boru na bázi boranů Podobný chloroderivát dikarbolidu kobaltu H{DKCoCl 7 ] je silnou kyselinou - slouží k extrakci 137 Cs z odpadních roztoků po vyhořelém jaderném palivu. posunuté sendvičové komplexy

Kyslíkaté sloučeniny boru Oxidy B + O 2 B 2 O 3 B 2 O 3 polymer, který také vniká opatrnou dehydratací H 3 BO 3 (reakce je vratná) amorfní obtížně krystalující látka má polymerní

19 Kyslíkaté sloučeniny boru Oxidy B + O 2 B 2 O 3 B 2 O 3 polymer, který také vniká opatrnou dehydratací H 3 BO 3 (reakce je vratná) amorfní obtížně krystalující látka má polymerní charakter sestává z planárních nepravidelně uspořádaných skupin BO 3 spojovaných přes atom kyslíku v krystalické formě jsou základními jednotkami tetraedry BO 4 navzájem spojené do řetězců.

Kyslíkaté sloučeniny boru Kyselina trihydrogenboritá (orthoboritá) - H 3 BO 3 Příprava Na 2 B 4 O 7 + H 2 SO 4 + 5 H 2 O 4 H 3 BO 3 + Na 2 SO 4 má vrstevnatou strukturu vrstvy jsou tvořeny

20 Kyslíkaté sloučeniny boru Kyselina trihydrogenboritá (orthoboritá) - H 3 BO 3 Příprava Na 2 B 4 O 7 + H 2 SO H 2 O 4 H 3 BO 3 + Na 2 SO 4 má vrstevnatou strukturu vrstvy jsou tvořeny trojúhelníkovými jednotkami BO 3, jež jsou vzájemně propojeny vodíkovými můstky vzdálenosti ve vrstvách jsou daleko kratší než vzdálenosti mezi vrstvami ( snadná štěpitelnost) Reakce a alkoholy H 3 BO CH 3 OH B(OCH 3 ) H 2 O (trimethylester kyseliny borité plamen barví zeleně)

21 Kyslíkaté sloučeniny boru Čistá kyselina boritá je bílá krystalická látka, která se rozkládá při teplotě 169 C. jednosytná kyselina Ve vodných roztocích se chová jako mimořádně slabá kyselina o pka = 9,0 (je tedy slabší kyselinou než voda - titruje se v přítomnosti mannitu. 3% vodný roztok jako borová voda Užití kyseliny orthoborité pohlcuje neutrony - její roztok v koncentraci do 16 g/kg (t.j. 1,6% roztok) se proto využívá jako chladivo a moderátor v tlakovodních jaderných reaktorech.

22 Kyslíkaté sloučeniny boru Kyselina hydrogenboritá (metaboritá) (HBO 2 ) n vzniká velmi opatrnou dehydratací kyseliny trihydrogenborité při 180 C jde o polymerní látku skládající se z trimerních jednotek B 3 O 3 (OH) 3, podobá se kyselině trihydrogenborité.

Kyslíkaté Sloučeniny sloučeniny boru boru Boritany jejich struktury mají mnoho společného se strukturou křemičitanů málo se vyskytuje Základní stavební jednotky boritanů:

23 Kyslíkaté Sloučeniny sloučeniny boru boru Boritany jejich struktury mají mnoho společného se strukturou křemičitanů málo se vyskytuje Základní stavební jednotky boritanů: planární skupina BO 3 nebo tetraedr BO 4 navzájem propojené přes sdílené kyslíkové atomy do řetězců nebo kruhů v řadě případů jsou ve struktuře obsaženy obě základní jednotky

NaBO 3 4H 2 O 2 ) obsahují peroxidickou skupinu O O vázanou na

24 Boritany Kyslíkaté sloučeniny boru Na 6 H 4 B 2 O 8 Na 2 B 4 O 7 10H 2 O (borax) Peroxoboritany jsou odvozeny od boritanů (např. NaBO 3 4H 2 O 2 ) obsahují peroxidickou skupinu O O vázanou na atom boru mají výrazné oxidační schopnosti a používají se do pracích prášků

25 Sloučeniny boru se sírou Sulfidy boru (vznikají přímou syntézou) Sulfid boritý B 2 S 3 bílá krystalická látka, snadno se rozkládající vodou: B 2 S H 2 O 2 H 3 BO H 2 S Další sulfidy B 8 S 1 6

26 Halogenidy boru Halogenidy boru BX 3 (X = F, Cl, Br, I) BF 3 je plyn, BCl 3 a BBr 3 kapaliny a BI 3 je pevná látka Příprava výroba B 2 O HF 2 BF H 2 O B 2 O C + 3 Cl 2 2 BCl CO Reakce halogenidů boru vznik a hydrolýza tetrafluoroboritanů hydrolýza BCl 3 2 H 3 BO HF 2 HBF H 2 O jiná možnost přípravy HBF 4

27 Adukty halogenidů boru BF 3 + NH 3 BF 3.NH 3 BF 3 + Et 2 O BF 3.Et 2 O tvorba aduktů BF 3. Et 2 O kapalina, umožňující pohodlné skladování BF 3 adukt BCl 3 s acetonitrilem BCl 3.CH 3 CN

Sloučeniny boru s vazbou B C a B N Karbid boru B 4 C Organokovové sloučeniny boru Reakcí halogenidů boru s Grignardovým činidlem v bezvodém prostředí vznikají (R = alkyl) BX 3 + 3 RMgX

28 Sloučeniny boru s vazbou B C a B N Karbid boru B 4 C Organokovové sloučeniny boru Reakcí halogenidů boru s Grignardovým činidlem v bezvodém prostředí vznikají (R = alkyl) BX RMgX BR MgX 2 Nitrid boru BN velmi stabilní bílá látka vyznačuje se extrémní tvrdostí vzniká při hoření boru v atmosféře dusíku nebo žíháním mnoha sloučenin boru a dusíku (např. borazolu)

29 Cyklické sloučeniny boru s vazbou B N Borazol B 3 N 3 H 6 pseudoaromatická sloučenina isoelektronická s benzenem benzenu se podobá svou reaktivitou totální hydrogenace vede k B 3 N 3 H 12 Příprava a výroba Reakce borazolu, např. hydrolýza

30 Cyklické sloučeniny Sloučeniny boru boru s vazbou B N BN analoga naftalenu a bifenylu

Využití sloučenin boru v terapii nádorů -U mozkových nádorů je nejprve do pacientova těla injekčně vpravena borová sloučenina, která má tu specifickou vlastnost, že se koncentruje v nádorové tkáni.

31 Využití sloučenin boru v terapii nádorů -U mozkových nádorů je nejprve do pacientova těla injekčně vpravena borová sloučenina, která má tu specifickou vlastnost, že se koncentruje v nádorové tkáni. -Dobře navržený svazek neutronů o vhodné střední energii je pak správně nasměrován na pacientův tumor. -Díky silné absorpci neutronů v nádorové tkáni nasycené borem dokáže přibližně půlhodinové ozáření postižené části mozku selektivně zničit nádorové buňky. Borová neutronová záchytová terapie - NBCT 10 B(n, ) 7 Li

Podobné dokumenty

3. skupina PS, ns 2 np 1 Bor, hliník, gallium, indium, thallium

3. skupina PS, ns 2 np 1 Bor, hliník, gallium, indium, thallium B je nekov až polokov (v závislosti na struktuře), Al, Ga, In a Tl jsou typické kovy chemie B je typická tvorbou boranů, tvoří řadu sloučenin