BOR ([5]B) Periodická soustava prvků - prvek 13. skupina PSP - elektronická konfigurace: 1s^2 2s^2 2p^1 - polokov, ale chemickým chováním se řadí mezi nekovy - podobnost s uhlíkem => řetězení atomů, tvorba sloučenin s vodíkem Elektronegativita a vazebné možnosti - 2,0 (celkem velká) - pro vznik kationtu B^3+ je třeba odtrhnout tři elektrony, ale díky velké eletronegativitě je to nemožné - stejně tak není možné přijetí pěti elektronů k dosažení konfigurace neonu - tvoří kovalentní vazby - hybridizace sp^2 – BF[3], BCl[3] - trojvazný, obklopený sextetem elektronů - hybridizace sp^3 – [BH[4]]^^–, [BF[4]]^– - čtveřice vazeb s, obklopený oktetem elektronů Chemické vlastnosti - krystalický nereaktivní - za vyšších teplot reaktivita vzrůstá - vysokou reaktivitu má amorfní bor - bor je schopen vyredukovávat kovy z oxidů, sulfidů nebo halogenidů (při vysokých teplotách) - jeho struktura je pevná polymerní mřížka, tvořená ikosaedry B[12] oxidace boru horkou kyselinou dusičnou (nepůsobí na něj horká Hcl ani HF) B + 3 HNO[3 ]= H[3]BO[3 ]+ 3 NO[2] rozpuštění boru v hydroxidech alkalických kovů (taveniny) 2 B + 6 NaOH = 2 Na[3]BO[3] + 3 H[2] Sloučeniny Borany[] [- ]sloučeniny s vodíkem[] [- ]nejzajímavější chemické sloučeniny[] [- ]výchozí látka pro vyšší borany – diboran[] [- ]nižší borany jsou plynné nebo kapalné, vyšší (10) tuhé látky[] [- ]reaktivní, samozápalné, bezbarvé diamagnetické součeniny[] [- ]toxické při vdechnutí, nebo po absorci na kůži[] [- ][ ] BH[3] – nejjednodušíí, ale nestálý B[2]H[6] - diboran - proto místo boranu je nejjednodušíí diboran - čtveřice vazeb B – H, dvojice třístřeďových vazeb Obrázek 1: elektronový strukturní vzorec diboranu - příprava boranu reakcí tetrahydridoboritanu sodného s kyselinou sírovou 2 Na[BH[4]] + 2 H[2]SO[4] ® B[2]H[6] + 2 H[2]O + 2 NaHSO[4] - výroba 2 BF[3] + 6 NaH ® 2 B[2]H[6] + 6 NaF Boridy - binární sloučeniny - bor + elektropozitivnější prvek (většinu tvrdé, netěkavé látky, nereaktivní) - příprava: syntéza, redukce oxidů kovů, redukce směsi oxidu kovu a oxidu boritého uhlíkem, elektrochemicky - krystalová mřížka: polymerní kovalentní, nebo kovalentně kovový charakter - zástupci: Mg[3]B[2] – diborid trihořčíku Mo[2]B – borid dimolybdenu UB[4] – tetraborid uranu Halogenidy - BY[3] (Y = F, Cl, Br, I) - planární molekuly, tvar rovnostranný trojúhelník - využítí v organické chemii jako katalyzátory (nejvíce BF[3]) - existují i boridy B[2]Y[4], B[3]Y[5], B[4]Y[4] - příprava BF[3] (fluorid boritý) - plynný B[2]O[3] + 6 HF ® 2 BF[3 ]+ 3 H[2]O - příprava BCl[3] (chlorid boritý) – kapalný, podobný způsob i u přípravy Bbr[3] - redukční chlorace oxidu boritého při 500 °C B[2]O[3] + 3 C + 3 Cl[2] ® 2 BCl[3] + 3 CO - příprava smíšených halogenidů BF[3] + BCl[3] ® BclF[2] + BCl[2]F - hydrolýza halogenidů boritých vodou BY[3] + 3 H[2]O ® H[3]BO[3] + 3 HY Oxidy B[2]O[3 ]– oxid boritý - málo těkavý, lze jej redukovat velmi silnými redukčními činidly - roztavený rozpouští většinu oxidů kovů - vzniká spalováním boru v kyslíku, nebo termickou dehydratací kyseliny borité Sloučeniny boru s dusíkem a uhlíkem BN – nitrid boritý - vzniká přímou reakcí boru s dusíkem, reakcí chloridu boritého s amoniakem - stejný struktura jako grafit, kubický nitrid boritý je tvrdší než diamant, také termicky a chemicky stálejší B[4]C – karbid tetraboru - odolná látka, velice pevná - vzniká reakcí oxidu boritého a uhlíku v elektrické peci - využívá se jako retardér neutronů v jaderné technice Kyslíkaté sloučeniny boru H[3]BO[3 ]– kyselina trihydrogenboritá - lze ji vytěsnit ze soli pomocí kyseliny sírové, nebo chlorovodíkové - slabá kyselina, bez oxidačních vlastností, vrstevnatá struktura - rozpustná ve vodě, vzniká tetrahydroxoboritanový aniont H[2]BO[2] – kyselina hydrogenboritá - vzniká zahříváním kyseliny trihydrogenborité, která odštěpuje vodu a vzniká kyselina hydrogenboritá Boritany - svým složením mohou odpovídat solím kyseliny hydrogenborité nebo trihydrogenborité - vytvářejí pravidelné krystalické uspořádání, při větším počtu atomu boru mají látky amorfní charakter - nemají zřetelné oxidačně-redukční vlastnosti - pouze silná redukovadla je převedou na elementární bor nebo na boridy - rozpouštějí většinu oxidů kovů, vytvářejí amorfní boritany (skla), které jsou zbarvené Na[2]B[4]O[7].10 H[2]O - borax Zdroje Prof. Dr. Inf. Jiří Klikorka, D. P. (1989). Obecná a anorganická chemie. Praha: Nakladatelství technické literatury Alfa.