Соединения бора

Важнейшими соединениями бора являются гидриды, галогениды, оксид, борные кислоты и их соли.

Простейший гидрид бора - BH₃ - не существует, поскольку атом бора в данной молекуле должен содержать на внешнем уровне шесть электронов вместо восьми (завершенные электронный уровень). Электронодефицитность бора компенсируется за счет образования мостиковых связей с атомом водорода.

В молекулах других бороводородов наряду с мостиковыми и терминальными (концевыми) связями бор - водород образуются связи бор - бор, что приводит к образованию более сложных структур.

Обычным методом получения бороводородов (боранов) является гидролиз боридов металлов, например:

6MgB₂ + 12HCl = B₄H₁₀ + 8B + 6MgCl₂ + H₂

Бороводороды - высокореакционноспособные вещества, на воздухе горят, многие самовоспламеняются, разлагаются водой:

B₂H₆ + 3O₂ = B₂O₃ + 3H₂O

B₂H₆ + 6H₂O = 2H₃BO₃ + 6H₂

Бороводороды и органические соединения бора широко применяются в качестве ракетного топлива.

Галогениды бора, особенно фторид - BF₃, сильнейшие акцепторы электронов (кислоты Льюиса), легко реагируют с донорами электронной пары, сильно гидролизуются:

BF₃ + KF = KBF₄; BF₃ + :NH₃ = F₃B:NH₃

тетрафтороборат калия

BF₃ + 3H₂O = H₃BO₃ + 3HF

Оксид бора - B₂O₃ - бесцветная хрупкая стеклообразная масса, кислотный оксид, энергично присоединяет воду с образованием борной кислоты:

B₂O₃ + 3H₂O = 2H₃BO₃

Получается борная кислота также при действии сильных кислот на тетрабораты:

Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O = Na₂SO₄ + 4H₃BO₃

H₃BO₃ - очень слабая кислота, причем ее кислотность проявляется не за счет отщепления катиона водорода, а за счет связывания гидроксид-аниона:

H₃BO₃ + H₂O H⁺ + [B(OH)₄]^-

При взаимодействии со щелочами образует тетрабораты - соли гипотетической тетраборной кислоты:

4H₃BO₃ + 2NaOH = Na₂B₄O₇ + 7H₂O

При нагревании борная кислота ступенчато теряет воду, образуя вначале метаборную кислоту, а затем оксид бора:

t t

H₃BO₃ ¾® HBO₂ ¾® B₂O₃

Нитрид бора получается прямым взаимодействием простых веществ и существует в двух модификациях: графито- и алмазоподобной (эльбор), имеющей кубическую кристаллическую решетку. Эльбор - очень твердый материал, некоторые его образцы царапают алмаз. При этом он термически устойчив до 2000 °С.