El decaborano , también llamado decaborano (14) , es el borano con la fórmula química B 10 H 14 . Este compuesto cristalino blanco es uno de los principales grupos de hidruros de boro, tanto como estructura de referencia como precursor de otros hidruros de boro. Es tóxico y volátil, con un olor fétido. [3]
Nombres | |
---|---|
Otros nombres decaborano decaboron tetradecahidruro | |
Identificadores | |
| |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.037.904 |
Número CE |
|
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Propiedades | |
B 10 H 14 | |
Masa molar | 122,22 g / mol |
Apariencia | Cristales blancos |
Olor | amargo, parecido al chocolate [1] |
Densidad | 0,94 g / cm 3 [1] |
Punto de fusion | 97–98 ° C (207–208 ° F; 370–371 K) |
Punto de ebullición | 213 ° C (415 ° F; 486 K) |
Solubilidad en otros disolventes. | Ligeramente, en agua fría. [1] |
Presión de vapor | 0,2 mmHg [1] |
Peligros | |
Principales peligros | puede encenderse espontáneamente al exponerse al aire [1] |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
H228 , H301 , H310 , H316 , H320 , H330 , H335 , H336 , H370 , H372 | |
P210 , P240 , P241 , P260 , P261 , P262 , P264 , P270 , P271 , P280 , P284 , P301 + 310 , P302 + 350 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P307 + 311 , P310 , P312 , P314 , P320 , P321 , P322 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 | |
NFPA 704 (diamante de fuego) | |
punto de inflamabilidad | 80 ° C; 176 ° F; 353 K |
149 ° C (300 ° F; 422 K) | |
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LC 50 ( concentración media ) | 276 mg / m 3 (rata, 4 h) 72 mg / m 3 (ratón, 4 h) 144 mg / m 3 (ratón, 4 h) [2] |
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | TWA 0,3 mg / m 3 (0,05 ppm) [piel] [1] |
REL (recomendado) | TWA 0,3 mg / m 3 (0,05 ppm) ST 0,9 mg / m 3 (0,15 ppm) [piel] [1] |
IDLH (peligro inmediato) | 15 mg / m 3 [1] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Manejo, propiedades y estructura
Las características físicas del decaborano (14) se asemejan a las del naftaleno y el antraceno , los tres son sólidos volátiles incoloros. La sublimación es el método común de purificación. El decaborano es muy inflamable, pero, como otros hidruros de boro , arde con una llama verde brillante. No es sensible al aire húmedo, aunque se hidroliza en agua hirviendo, liberando hidrógeno y dando una solución de ácido bórico . Es soluble en agua fría, así como una variedad de no polares y moderadamente polares disolventes . [3]
En decaborano, el marco B 10 se asemeja a un octadecaedro incompleto . Cada boro tiene un hidruro "radial" y cuatro átomos de boro cerca de la parte abierta del grupo presentan hidruros adicionales. En el lenguaje de la química de clústeres, la estructura se clasifica como "nido".
Síntesis y reacciones
Comúnmente se sintetiza mediante la pirólisis de grupos más pequeños de hidruro de boro . Por ejemplo, la pirólisis de B 2 H 6 o B 5 H 9 da decaborano, con pérdida de H 2 . [4] A escala de laboratorio, el borohidruro de sodio se trata con trifluoruro de boro para dar NaB 11 H 14 , que se acidifica para liberar borano e hidrógeno gaseoso. [3]
Reacciona con bases de Lewis (L) como CH 3 CN y Et 2 S , para formar aductos: [5] [6]
- B 10 H 14 + 2 L → B 10 H 12 L 2 + H 2
Estas especies, que se clasifican como racimos "arachno", a su vez reaccionan con el acetileno para dar el "closo" orto-carborano :
- B 10 H 12 · 2L + C 2 H 2 → C 2 B 10 H 12 + 2 L + H 2
Decaborano (14) es un ácido de Brønsted débil . La monodeprotonación genera el anión [B 10 H 13 ] - , nuevamente con una estructura nido.
Aplicaciones
El decaborano no tiene aplicaciones significativas, aunque el compuesto se ha investigado a menudo.
En 2018, LPP Fusion anunció planes para usar decaborano en su próxima ronda de experimentos de fusión. [7] El decaborano ha sido evaluado para la implantación de iones de boro de baja energía en la fabricación de semiconductores . También se ha considerado para la deposición química en fase de vapor asistida por plasma para la fabricación de películas delgadas que contienen boro . En la investigación de fusión, la naturaleza absorbente de neutrones del boro ha llevado al uso de estas películas delgadas ricas en boro para "boronizar" las paredes del recipiente de vacío tokamak para reducir el reciclaje de partículas e impurezas en el plasma y mejorar el rendimiento general. [8]
El decaborano también se desarrolló como aditivo para combustibles especiales para cohetes de alto rendimiento . También se investigaron sus derivados, por ejemplo, etil decaborano.
El decaborano es un reactivo eficaz para la aminación reductora de cetonas y aldehídos. [9]
Seguridad
El decaborano, como el pentaborano , es una poderosa toxina que afecta al sistema nervioso central , aunque el decaborano es menos tóxico que el pentaborano. Puede absorberse a través de la piel.
La purificación por sublimación requiere un vacío dinámico para eliminar los gases desprendidos. Las muestras crudas explotan cerca de los 100 ° C. [6]
Forma una mezcla explosiva con tetracloruro de carbono , que provocó una explosión que se menciona a menudo en una instalación de fabricación. [10]
Referencias
- ^ a b c d e f g h Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0175" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ "Decaborano" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ↑ a b c Gary B. Dunks, Kathy Palmer-Ordonez, Eddie Hedaya "Decaborane (14)" Inorg. Synth. 1983, vol. 22, págs. 202-207. doi : 10.1002 / 9780470132531.ch46
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Charles R. Kutal David A. Owen Lee J. Todd (1968). "closo ‐ 1,2 ‐ Dicarbadodecaborano (12)". Síntesis inorgánica . 11 : 19-24. doi : 10.1002 / 9780470132425.ch5 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ a b M. Frederick Hawthorne, Timothy D. Andrews, Philip M. Garrett, Fred P. Olsen, Marten Reintjes, Fred N. Tebbe, Les F. Warren, Patrick A. Wegner, Donald C. Young (1967). "Carboranos icosaédricos e intermedios que conducen a la preparación de derivados de hidruro de boro carbametálico". Síntesis inorgánica . 10 : 91-118. doi : 10.1002 / 9780470132418.ch17 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Wang, Brian (27 de marzo de 2018). "LPP Fusion tiene fondos para intentar alcanzar el hito de ganancia neta de fusión nuclear | NextBigFuture.com" . NextBigFuture.com . Consultado el 27 de marzo de 2018 .
- ^ Nakano, T .; Higashijima, S .; Kubo, H .; Yagyu, J .; Arai, T .; Asakura, N .; Itami, K. "Efectos de boronización usando decaborano deuterado (B 10 D 14 ) en JT-60U" . 15 ° PSI Gifu, P1-05 . Sokendai, Japón: Instituto Nacional de Ciencia de la Fusión. Archivado desde el original el 30 de mayo de 2004.
- ^ Jong Woo Bae; Seung Hwan Lee; El joven Jin Cho; Cheol Min Yoon (2000). "Una aminación reductora de carbonilos con aminas utilizando decaborano en metanol". J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 : 145-146. doi : 10.1039 / A909506C .
- ^ "Versión condensada de la 79ª conferencia de investigación de la facultad presentada por el profesor M. Frederick Hawthorne" . UCLA .
Otras lecturas
- "Decaborano (14)" . WebBook . NIST.
- "Boro y compuestos" . Inventario Nacional de Contaminantes . Gobierno de Australia.
- "Decaborano" . Portal de Química Orgánica.
- "Compuestos de boro: decaborano (14)" . WebElements.
- "Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos - Decaborane" . Centros de Control y Prevención de Enfermedades.