Pentaborano(9)
Il pentaborano(9) o nido-pentaborano(9) è il composto binario di formula B5H9. È uno dei più noti borani, composti chimici costituiti da boro e idrogeno.[2]
| Pentaborano(9) | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | |
| pentaborano(9) | |
| Nomi alternativi | |
| pentaborano | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | B5H9 |
| Massa molecolare (u) | 63,13 |
| Aspetto | liquido incolore di odore pungente |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 243-194-4 |
| SMILES | [BH]123[BH]456[BH]17([BH]28([BH]34([H]5)[H]8)[H]7)[H]6 |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 0,61[1] |
| Solubilità in acqua | decomposizione |
| Temperatura di fusione | −46,7 °C (226 K)[1] |
| Temperatura di ebollizione | 58,4 °C (332 K)[1] |
| Tensione di vapore (Pa) a 20 °C K | 220 hPa[1] |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Punto di fiamma | 30 °C[1] |
| Limiti di esplosione | 0,42 - 98%[1] |
Sintesi
modificaB5H9 fu ottenuto per la prima volta da Alfred Stock nel 1924 per pirolisi del diborano.[3] Si può preparare anche facendo passare una miscela di diborano e idrogeno per tre secondi attraverso un forno a 250 °C.[2] Queste sintesi ad alta temperatura sono complicate da reazioni di interconversione tra diversi borani.[4] Una sintesi migliorata parte da sali di B3H8−, che viene convertito a B3H7Br− con HBr. Il pentaborano è ottenuto infine per pirolisi dall'anione bromurato.[5]
- 5B3H7Br− → 3B5H9 + 5Br− + 4H2
Struttura molecolare
modificaLa struttura della molecola è basata sulla forma di una piramide a base quadrata definita dai cinque atomi di boro; ogni atomo di boro ha un legante idrogeno terminale e gli altri quattro idrogeni sono legati a ponte tra i quattro atomi di boro alla base della piramide. Questa struttura è classificata come gabbia di tipo nido. La distanza B–B è di 177 pm tra gli atomi di boro alla base della piramide, e di 166 pm tra la base e il vertice.[6]
Proprietà
modificaB5H9 è un composto termicamente stabile fino a 200 °C ma estremamente reattivo. A temperatura ambiente è piroforico e può reagire in modo esplosivo con alcoli, ammoniaca, ossigeno, esteri, eteri, idrocarburi alogenati e chetoni. Reagisce in modo pericoloso in presenza di acqua, aria e calore, con rilascio di boro e idrogeno.[1][7]
B5H9 reagisce con basi di Lewis formando addotti. Ad esempio con trimetilfosfina forma [B5H9(PMe3)2]. Può reagire anche come acido di Brønsted debole: a bassa temperatura può perdere uno degli idrogeni a ponte formando B5H8−. Quest'ultimo anione può fungere da "classico" legante a due elettroni in complessi come [CuI(B5H8)(PPh3)2]. B5H9 e B5H8− possono inoltre dar luogo a varie reazioni di crescita o degradazione della gabbia di atomi di boro.[2]
Applicazioni
modificaIl pentaborano(9) è stato studiato alla fine del 1950 negli Stati Uniti e nel 1960 da Valentin Petrovič Gluško in URSS come possibile combustibile per razzi. Dal punto di vista tecnico è risultato difficile assicurare una completa combustione a B2O3, e la formazione di composti polimerici tende a ostruire gli scarichi.[4] L'impiego è stato inoltre impedito per la presenza di troppi problemi di tossicità e sicurezza.[8]
Tossicità / Indicazioni di sicurezza
modificaB5H9 è un liquido presumibilmente in grado di provocare ustioni agli occhi, alla pelle e a tutte le mucose. L'inalazione di quantità a concentrazione tra 0,1 e 1 ppm non è rilevabile all'olfatto ma è tossica e provoca danni al sistema nervoso centrale. Non ci sono dati su possibili effetti cancerogeni.
Note
modificaBibliografia
modifica- (EN) W. J. Dulmage e W. N. Lipscomb, The crystal and molecular structure of pentaborane, in Acta Cryst., vol. 5, 1952, pp. 260-264, DOI:10.1107/S0365110X52000678.
- GESTIS, Pentaborane(9), su gestis-en.itrust.de, 2016. URL consultato l'8 marzo 2017. Pagina del pentaborano(9) nel data base GESTIS.
- (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
- (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
- (EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
- (EN) V. R. Miller e G. E. Ryschkewitsch, Pentaborane(9) (B5H9), in Inorganic Syntheses, vol. 15, 1974, pp. 118–122, DOI:10.1002/9780470132463.ch26.
- (DE) A. Stock e W. Siecke, Borwasserstoffe, VII.: Pentabor-Hydride, in Ber. dtsch. Chem. Ges., vol. 57, n. 3, 1924, pp. 562-575, DOI:10.1002/cber.19240570335.
- M. Wade, N2O4/Pentaborane, su Encyclopedia Astronautica, 2016. URL consultato l'8 marzo 2017.
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