Tetraborano

Tetraborano
ball-and-stick model of tetraborane
Nomes
Nome IUPAC tetraborano(10)
aracno-B4H10
Tetraborano
Identificadores
Número CAS 18283-93-7
ChemSpider 21865171
ChEBI 33592
InChI
 
  • InChI=1/B4H10/c5-1-3(5)2(7-3)4(1,3,6-1)8-2/h3-4H,1-2H2
    Key:WEYOKDYZYYMRSQ-UHFFFAOYAQ
Tetraborano
Propriedades
Fórmula química B4H10
Massa molar 53.32 g/mol
Aparência gás incolor; pode ser condensado como um líquido incolor abaixo de 18°C.
Densidade 2.3 kg m-3 (gás)
Ponto de fusão −120.8 °C
Ponto de ebulição 18 °C
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão.
Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

O Tetraborano, ou para ser mais preciso tetraborano-10 ou aracno-B4H10 foi o primeiro composto hidreto de boro a ser classificado por Stock e Messenez em 1912 e foi isolado pela primeira vez por Alfred Hock. Tem um ponto de ebulição relativamente baixo a 18°C sendo assim um líquido pouco abaixo da temperatura ambiente. O tetraborano gasoso apresenta um mau cheiro e é tóxico.

Estrutura

Estrutura do tetraborano, com as ligações tricentradas B-H-B representadas pela notação de meia-seta de Parkin.

O tetraborano é um cluster de borano do tipo arachno, seguindo a fórmula geral BnHn+6. Sua molécula tem uma forma de borboleta, formada por dois átomos de boro centrais ligados diretamente entre si (cada um ligado também a um hidrogênio terminal), com dois outros boros mais distantes (ligados cada um a dois hidrogênios terminais), e quatro hidrogênios em ponte conectando os boros centrais aos distais, originando dois anéis cíclicos. O tetraborano é um composto deficiente em elétrons, de forma que resolve essa carência apelando para a formação de ligações tricentradas com dois elétrons para completar os octetos dos átomos de boro. Essas ligações tricentradas estão presentes nas quatro pontes B-H-B, que correspondem, cada uma, a uma única ligação covalente unindo os três átomos, cada uma com uma ordem de ligação de 0,66.

Reações e Segurança

O B4H10 é um composto altamente reativo. Ele é facilmente oxidado e, portanto, deve ser mantido sob vácuo. O tetraborano reage vigorosamente com a água para formar ácido bórico com liberação de gás hidrogênio:

B
4H
10 + 12H
2O → 4H
3BO
3 + 11H
2

Ele também inflama espontaneamente quando entra em contato com o oxigênio do ar, com uma chama verde brilhante característica do espectro de emissão do boro:

2B
4H
10 + 11O
2 → 4B
2O
3 + 10H
2O

Vapores de B
4H
10 reagem explosivamente em contato com ar ou oxigênio, bem como ácido nítrico.

Os boranos em geral (incluindo o tetraborano) têm sido considerados muito tóxicos e são biologicamente destrutivos. Um estudo que consiste de pequena exposição diária da substância química em coelhos e ratos resultou em fatalidade.

Preparação

Tetraborano pode ser produzido através de uma reação entre um ácido e boretos de magnésio, alumínio e berílio, pela hidrólise do diboreto de magnésio, pela hidrogenação de haletos de boro em altas temperaturas e também pela pirólise do diborano. A hidrólise do boreto de magnésio foi uma das primeiras reações para dar um alto rendimento (14%) de tetraborano, além de outros boranos. O ácido fosfórico provou ser o mais eficiente na produção de B4H10 (com exceção do ácido clorídrico e do ácido sulfúrico) na reação com boreto de magnésio. Redução de halogenetos de boro com hidrogênio na presença de hidretos metálicos em altas temperaturas também produz tetraborano.

Referências

  1. ↑ https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja01112a542
  2. ↑ «Cópia arquivada» (PDF). Consultado em 13 de outubro de 2011. Arquivado do original (PDF) em 27 de julho de 2011
  3. ↑ Dain, C. J., Downs, A. J., Laurenson, G. S., & Rankin, D. W. (1981). The Molecular Structure of Tetraborane(10) in the Gas Phase as determined by a Joint Analysis of Electron-diffraction and Microwave Data. Journal of the Chemical Society, 472-477.

Ver também