From Wikipedia, the free encyclopedia
ბორის ფთორიდი (ბორის სამფთორიდი, B (III) ფთორიდი) — არაორგანული ნაერთი ქიმიური ფორმულით BF3. ეს მკვეთრი სუნის მქონე უფერო ტოქსიკური აირი ნოტიო ჰაერში თეთრად ბოლავს. იგი წარმოადგენს ლიუისის მჟავას და ფართოდ გამოიყენება, როგორც წინამორბედი (პრეკურსორი), ბორის სხვა ნაერთების მისაღებად.
ბორის ფთორიდი 3D -ში | |
![]() | |
![]() | |
ზოგადი | |
---|---|
სისტემური სახელწოდება | ბორის (III) ფთორიდი |
შემოკლება | ბორ-ფთორ-სამი |
ტრადიციული სახელწოდება | ბორის ფთორიდი |
ქიმიური ფორმულა | BF3 |
ემპირიული ფორმულა | BF3 |
ფარდ. მოლეკ. მასა | 67,82 (უწყლო) მ. ა. ე. |
მოლური მასა | 103,837 (დიჰიდრატი) გ/მოლი |
ფიზიკური თვისებები | |
მდგომარეობა (სტ. პირ.) | აირი ნ.პ. |
სიმკვრივე | 0,00276 (აირი, უწყლო); 1,64 (სითხე, დიჰიდრატი) გ/სმ³ |
თერმული თვისებები | |
დნობის ტემპერატურა | −126,8 °C (−196,2 °F; 146,3 K) °C |
დუღილის ტემპერატურა | −100,3 °C (−148,5 °F; 172,8 K) °C |
მოლური თბოტევადობა (სტ. პირ.) | 50,46 (მოლური თბოტევადობა) ჯ/(მ·კ) |
წარმოქმნის ენტალპია (სტ. პირ.) | -1137 კჯ/მოლი |
ორთქლის წნევა | >50 ატმ (20°C)[1] |
სტრუქტურა | |
დიპოლური მომენტი | 0 დ |
უსაფრთხოება | |
ტოქსიკურობა | ძლიერ ტოქსიკური (T+) |
LD50 | 1227 ppm (თაგვი, 2 სთ), 39 ppm (ზღვის გოჭი, 4 სთ), 418 ppm (ვირთხა, 4 სთ)[3] |
კლასიფიკაცია | |
CAS | 7637-07-2 |
PubChem | 6356 |
RTECS | ED2275000 |
BF3-ის მოლეკულის გეომეტრია სამკუთხა-პლანარულია. მისი სიმეტრია კარგად უთანხმდება VSEPR თეორიის პროგნოზებს. მოლეკულას არ გააჩნია დიპოლური მომენტი მისი მაღალი სიმეტრიულობის გამო. გარე შრის აგებულების მიხედვით, მოლეკულა იზოელექტრონულია კარბონატის ანიონთან, CO32−.
BF3 -ს ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც „ელექტრონ-დეფიციტურს“, ეს აღწერა ეფუძნება ლიუსის ფუძეებთან ამ ნაერთის რეაქციების ეგზოთერმულობას.
ბორის ტრიჰალოგენიდებში, რომელთა საერთო ფორმულაა BX3, B-X ბმების სიგრძე (1,30 Å) უფრო მოკლეა, ვიდრე შეიძლება ეს გვევარაუდა ერთმაგი ბმებისათვის[2], და ეს სიმოკლე შეიძლება აჩვენებდეს უფრო ძლიერ π-ბმას ბორის ფთორიდისათვის. ერთ-ერთ ახსნაში ითვალისწინებენ ბორის ატომის p-ორბიტალის გადაფარვას ფთორის ატომების ერთნაირად ორიენტირებული სამ p-ორბიტალთან.[3] სხვა წყაროები მიუთითებენ ბორის ფთორიდში ბმების იონურ ბუნებაზე.[4]
BF3 (ბორის ფთორიდი) მიიღება ბორის ოქსიდის რეაქციით მლღობ მჟავასთან:
ჩვეულებრივ, ამ პროცესისთვის საჭირო ფთორწყალბადს ადგილზევე იღებენ გოგირდის მჟავისა და ფლუორიტისგან (CaF2).[5] ყოველწლიურად 2300-4500 ტონა ბორის ფთორიდი მიიღება მთელ მსოფლიოში.[6]
ლაბორატორიულად, ბორის ფთორიდს იღებენ ხოლმე დიაზონიუმის მარილების თერმული დაშლით:[7]
სადაც Ph _ ფენოლის ბირთვია, ხოლო PhF = C6H5F.
ალტერნატიული გზით, ეს ქიმიური ნივთიერება შეიძლება დავასინთეზოთ ნატრიუმის ტეტრაფთორბორატისგან, ბორის (III) ოქსიდისგან და გოგირდმჟავასაგან:[8]
ბორის უწყლო ფთორიდს გააჩნია დუღილის წერტილი -100,3 გრადუს ცელსიუსზე და კრიტიკული წერტილი (სამმაგი წერტილი) _ მინუს 12,3 გრადუს ცელსიუსზე. ასე რომ, თხევად მდგომარეობაში მისი შენახვა მხოლოდ ამ ტემპერატურებს შორის ინტერვალში შეიძლება. სატრანსპორტო ბალონები უნდა უძლებდნენ მაღალ წნევას, რადგანაც გაცივების სისტემის გათიშვამ შეიძლება გამოიწვიოს ბალონში წნევის ზრდა კრიტიკულ 49,85 ბარ (4,985 მპა) წნევამდე.[9]
ბორის ფთორიდი კოროზიული აგენტია. მასთან კონტაქტისთვის გამოსადეგია უჟანგავი ფოლადი, მონელი (ნიკელის და სპილენძის შენადნობი) ანდა „ჰეინზ ინტერნეშენელ, ინკორპორეიტიდ“ (Haynes International, Inc.)-ის მიერ გამომუშავებული შენადნობი ჰასტელოი, რომელიც მრავალ-ელემენტიანია და შეიცავს შემდეგ ელემენტებს: Co, Cr, Mo, W, Fe, Si, Mn, Ni.
წყლის ორთქლის, ტენის თანაობისას ბორის ფთორიდი იწვევს ჩვეულებრივი ფოლადის კოროზიას, დიდი ხნის კონტაქტისას შეიძლება შეჭამოს უჟანგავი ფოლადიც.
ბორის ფთორიდი რეაქციაში შედის პოლიამიდებთან. სამაგიეროდ, პოლიტეტრაფთორეთილენი, პოლიქლორფთორეთილენი, პოლივინილიდენის ფთორიდი და პოლიპროპილენი საკმაო მედეგობას იჩენენ. ლუბრიკანტი ან საპოხი ზეთი, რომელიც შესაბამის აპარატურაში უნდა გამოვიყენოთ (რასაც კი კონტაქტი ექნება ბორის ფთორიდთან), უნდა იყოს დაფუძნებული ფთორნახშირბადის ბაზაზე, რადგანაც ნახშირწყალბადებზე დაფუძნებულ ლუბრიკანტებთან ბორის ფთორიდი რეაქციაში შედის.[10]
ალუმინის და გალიუმის ტრიჰალოგენიდებისგან განსხვავებით, ბორის ტრიჰალოგენიდები ყველანი მონომერულია. ისინი შედიან მიმოცვლის რეაქციებში, მაგალითად:
ამგვარი მიმოცვლა იმდენად იოლად წარმოებს, რომ ჰალიდების ნარევიდან მათი სუფთა ფორმით მიღება მარტივი საქმე არაა.
ბორის ფთორიდი ძლიერ მოქნილად შედის რეაქციებში, როგორც ლიუისის მჟავა და წარმოქმნის ადუქტებს იმგვარ ლიუისის ფუძეებთან, როგორიცაა ფთორიდები და მარტივი ეთერები:
ტეტრაფთორბორატის მარილები საზოგადოდ გამოიყენება, როგორც არა-კოორდინირებადი ანიონები. ბორის ტრიფთორიდის დიეთილ-ეთერატი ან უბრალოდ ბორის ფთორიდის ეთერატი, BF3·O(Et)2, სადაც Et = C2H5 ანუ ეთანოლის ნაშთია, ოთახის ტემპერატურაზე სითხეს წარმოადგენს და ბორის ფთორიდის მოსახერხებელი და ფართოდ გამოყენებადი წყაროცაა ლაბორატორიულ პირობებში. ეს ნაერთი მდგრადია ეთერის ხსნარში, მაგრამ აღწერილი სტექიომეტრია ამგვარ ხსნარში დაცული აღარაა ხოლმე. სხვა გავრცელებული ლიუისური ნაერთია დიმეთილ-სულფიდი, BF3·S(Me)2, რომელიც ასევე თხევადია.
ბორის სამივე მსუბუქი ტრიჰალოგენიდი, BX3, სადაც X = F, Cl, Br, ქმნის სტაბილურ ადუქტებს ლიუსის ფუძეებთან. მათი ფარდობითი მჟავური ბუნება ლიუსის მიხედვით შეიძლება შევაფასოთ ადუქტების სინთეზის რეაქციების ფარდობითი ეგზოთერმულობის მიხედვით. ამგვარმა გაზომვებმა შემდეგი რიგი მიუთითა:
ამგვარ კანონზომიერებას, ჩვეულებრივ, მიაწერენ ხოლმე π-ბმებს, რომლებიც თანდათან იკარგება, როცა ბორის ტრიჰალოგენიდის მოლეკულა ბრტყელი სტრუქტურიდან პირამიდულზე გადადის; π-ბმები ყველაზე ძლიერია ბორის ფთორიდში:[11]
π-ბმების ფარდობითი ძალის შეფასების კრიტერიუმები მაინც ნათელი არაა.[12]
ერთი ახსნა ისაა, რომ ფთორის ატომი უფრო მცირეა, ვიდრე ქლორის და ბრომის ატომები, ამიტომაც გაუწყვილებელი ელექტრონი ფთორის pz ორბიტალიდან უფრო იოლად გადაეცემა და გადაიფარება ბორის ცარიელ pz ორბიტალთან. შესაბამისად, ფთორის π-დონაციის ეფექტი მეტია, ვიდრე, შესაბამისად, ქლორისა და ბრომისა.
π-დონაცია (პი-ელექტრონის გადასვლა ფთორიდან ბორის ცარიელ Pz ორბიტალზე) უფრო მეტი ალბათობით ხორციელდება ბორის ფთორიდში. შესაბამისად, ბმაც X3B-L უფრო სუსტია ფთორის შემთხვევაში. შესაბამისად, ბორის ფთორიდის უფრო სუსტი მჟავიანობა ლიუისის მიხედვით აიხსნება სწორედ ამ ბმის სისუსტით შესაბამის ადუქტებში F3B-L.[13][14]
ბორის ფთორიდი განიცდის ჰიდროლიზს წყლის გარემოში. რეაქცია იწყება აკვა-ადუქტის, H2O-BF3 -ის მიღებით, რომელიც შემდეგ კარგავს ფთორწყალბადს, იძლევა რა ტეტრაფთორბორის მჟავას და ბორის მჟავას (ჰიდროქსიდს).[15]
უფრო მძიმე ტრიჰალოგენიდები ანალოგიურ რეაქციებში არ შედის, ნაწილობრივ იმის გამო, რომ ტეტრაედრული იონები HBX4‾ (X=Cl, Br) ნაკლებად მდგრადია.
ტეტრაფთორბორის მჟავის მაღალი მჟავიანობის გამო, ტეტრაფთორბორატის იონი შეიძლება იმგვარი განსაკუთრებით ელექტროფილური კათიონების გამოსაყოფად გამოვიყენოთ, როგორიცაა დიაზონიუმის იონები (R-N2+ X−, სადაც R ალკილის, არილის ან სხვა ორგანული რადიკალია), რომელთა გადაყვანა მყარ ფაზაში შესაძლოა სხვა მეთოდით გაძნელებულიყო.
ბორის ფთორიდის ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოყენებაა ორგანული ქიმიის რეაგენტად, ტიპურ შემთხვევაში, ლიუისის მჟავად. მაგალითად, იგი:[16][17] ინიციატორია პოლიმერიზაციის რეაქციისა უჯერი ნაერთებისათვის, როგორებიცაა პოლიეთერები.
ბორის ფთორიდი აღმოჩენილი იქნა 1808 წელს ჟოზეფ გეი-ლუსაკის და ლუი ჟაკ თენარის მიერ, რომლებიც ცდილობდნენ მლღობი მჟავას (ფთორწყალბადმჟავას) მიღებას კალციუმის ფთორიდის შერევით ვიტრიფიცირებულ ბორის მჟავასთან. ამ რეაქციით მიღებულმა აირებმა ვერ შეჭამეს მინა, ასე რომ ისინი ცალკე ნაერთად იქნა იდენტიფიცირებული სახელწოდებით: ფთორ-ბორული აირი.[19][20]
ევროკავშირის ტერიტორიაზე ბორის ფთორიდის იარლიყებზე უნდა იქნას ნაჩვენები შემდეგი დამატებითი შეტყობინებაც საფრთხის თაობაზე (EUH014): ინტენსიურად რეაგირებს წყალთან.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.