Tetraidruroborato

Tetraidruroborato è il nome dell'anione di formula BH₄⁻. Altri nomi per questa specie sono boroidruro e tetraidroborato, entrambi ancora usati anche se considerati obsoleti dalla IUPAC.^[1] BH₄⁻ è una specie tetraedrica, isostrutturale con le specie isoelettroniche CH₄ e NH₄⁺. La distanza B–H è di 126 pm. I termini boroidruro e tetraidruroborato sono usati anche per designare anioni derivati, che hanno formula generale BH_4-nX_n⁻, come ad esempio il cianoboroidruro (B(CN)H₃⁻) e il trietilboroidruro (B(C₂H₅)₃H⁻).

Tetraidruroborato
Modello dell'anione tetraidruroborato
Nome IUPAC
Tetraidruroborato(1–), boranuide
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	BH4−
Massa molecolare (u)	14,84
Indicazioni di sicurezza

L'anione BH₄⁻ è presente in molti sali; i più importanti sono il boroidruro di sodio e il boroidruro di litio. Questi composti sono largamente usati come riducenti in sintesi organica.^[2][3]

Storia

Il sale di litio dell'anione BH₄⁻ fu descritto nel 1940 da Hermann Irving Schlesinger e Herbert C. Brown.^[4] In seguito furono sintetizzati altri sali dei metalli alcalini, preparati secondo la reazione:^[5]

2MH + B₂H₆ → 2MBH₄     (M = Li, Na, K, ecc.)

Sintesi

In laboratorio i sali contenenti lo ione BH₄⁻ si possono preparare a partire da diborano o da trifluoruro di boro.^[2] Ad esempio:

2LiH + B₂H₆ → 2LiBH₄

4LiH + BF₃ → LiBH₄ + 3LiF

Industrialmente ci sono due processi per sintetizzare l'anione BH₄⁻. In entrambi i casi viene isolato il sale di sodio:^[3]

4NaH + B(OCH₃)₃ → NaBH₄ + 3NaOCH₃

Na₂B₄O₇ • 7SiO₂ +16Na +8H₂ → 4NaBH₄ + 7Na₂SiO₃

I sali formati con i metalli alcalini sono composti ionici di colore bianco, con punto di fusione elevato, sensibili all'umidità ma non all'ossigeno. Con metalli di transizione, lantanoidi e attinidi si formano composti covalenti, con basso punto di fusione o liquidi, facilmente volatili. I composti formati con i metalli alcalino terrosi hanno caratteristiche intermedie tra covalente e ionico.^[6][7]

Proprietà di coordinazione

Schema della struttura del composto Al(BH₄)₃. Ogni anione BH₄⁻ è coordinato η², cioè tramite due atomi di idrogeno.

Modello del composto Zr(BH₄)₄. Ogni anione BH₄⁻ è coordinato η³, cioè tramite tre atomi di idrogeno.

Pur essendo in genere considerato sostanzialmente non coordinante, l'anione BH₄⁻ ha una chimica di coordinazione molto ricca.^[8][9] BH₄⁻ può utilizzare legami a tre centri e due elettroni B–H–M per coordinarsi ad un metallo poco elettropositivo, e può farlo utilizzando uno, due o tre atomi di idrogeno (coordinazione η¹, η² o η³). Sono noti anche complessi contenenti anioni BH₄⁻ coordinati in modo differente (ad esempio [U(η²-BH₄)(η³-BH₄)₂(dimetilfosfinoetano)₂]) e casi dove BH₄⁻ può fungere da legante a ponte tra due metalli.^[2][8]