Слайд 2
Бор в природе
В природе - 6•10-4
Входит в состав
более 80 минералов
Наиболее известный – турмалин
Соединения известны более 1000лет
Первое
используемое соединение – бура – Na2B4O7 • H2O
Является одним из пяти важнейших микроэлементов, ускоряет созревание семян, повышает урожайность
Слайд 3
Химический элемент
Впервые выделен в 1836 г. Ж Гей-Люссак
и Л. Тенар
Изотопов – 6, в природе – 2
Электронная
формула – 1s22s2p1
Возможно состояние sp2
Степени окисления - 0, +3
Еi =8,3 эв (804,8 КДж/моль)
Слайд 4
Атом бора
1s22s2p1 – стационарное состояние
1s22s1p2 – возбужденное состояние
Е
В
Е В*
2р 2р
2s 2s
1s 1s
Слайд 5
Возможный вариант гибридизации атомных орбиталей
Валентное состояние – sp2
(1s+2p=3sp2)
атом плоский, < = 1200
Слайд 6
Простое вещество Модификации бора
Формула - Вn
Твердое вещество. Нет
единого мнения о числе модификаций
Обычно содержит примеси. Модификации бора
резко различаются по свойствам из-за содержания примесей, которые не удаляются
Кристаллический бор – черного цвета tпл. =23000С, tкип. ~25500С, диамагнетик, полупроводник
Аморфный бор – цвет меняется от бурого до черного, температуры плавления и кипения колеблются около 2300 и 30000С
Чистый бор по прочности не уступает алмазу
Слайд 7
Получение бора
Металлотермия:
B2O3 + 3Mg = 2B +3MgO
полученный
бор быстро промывают в растворах щелочи, соляной и плавиковой
кислот, хранить в инертной атмосфере
Восстановление из галогенидов:
BCl3 + 3H2 = 2B + 6HCl
Наиболее чистый – термическим разложением бромида бора на танталовой проволоке при 15000С
Слайд 8
Химические свойства
Инертен, при обычных условиях взаимодействует только со
фтором(?)
При нагревании до 400-7000С – с хлором, серой, азотом,
кислородом, восстановитель (?)
С водородом не взаимодействует
При сильном нагревании восстановительная активность проявляется по отношению к оксидам (кремния, фосфора, углерода, водорода) (?)
Горячие концентрированные кислоты (азотная, серная, «царская водка») переводят бор в кислоту Н3ВО3 (?)
При сплавлении со щелочами в присутствии окислителя образует бораты
2B+2NaOH+NaClO3=2NaBO2+NaCl+H2O
Слайд 9
Гидриды бора
Бораны – аналоги силанов
ВН3 – при обычных
условиях не существует, т.к. нет возможности образования делокализованной π
–связи
Стабилизация возникает при сочетании молекул: В4Н10 , В5Н9, В6Н10, В10Н14
Получаются действием кислот на бориды металлов
Бораны – соединения с дефицитом электронов, окислители, сгорают в выделением большого количества теплоты (~2000 КДж/моль)
Взаимодействуют с водой
Используются в качестве ракетного топлива
Имеют неприятный запах, ядовиты
В промышленности диборан получают восстановлением при 180оС:
Слайд 10
Галогениды бора
Известны для всех галогенов
BF3
BCl3 BBr3
BI3
Температуры плавления - >
Температуры кипения - >
Устойчивость падает
Слайд 11
Галогениды бора
Ковалентные молекулярные соединения
Акцепторы электронов, активно присоединяют воду,
аммиак, эфир, спирт
С водой и аммиаком образуют гидраты и
аммиакаты: BF3•H2O, BF3•NH3
В продуктах присоединения атомы бора находятся в состоянии sp3
Имеют кислотный характер, при гидролизе образуют кислоты
Могут быть получены как прямым синтезом, так и из оксида и других соединений бора
Применяются в органическом синтезе как катализаторы
Слайд 12
Оксиды бора
В2О3 – существует в виде нескольких модификаций
Аморфная:
атомы бора находятся внутри равностороннего треугольника ВО3, sp2-гибридизация
Кристаллическая: атомы
бора находятся внутри тетраэдра ВО4, связанных в спиральные цепи, sp3-гибридизация.
Расположение треугольников и тетраэдров может быть различно
Слайд 13
Свойства оксида бора
Кристаллический оксид, tпл.=4500С, tкип.=22500С
Переходит в стеклообразное
состояние, трудно кристаллизуется
Типичный кислотный оксид, ангидрид борной кислоты:
В2О3 +
3Н2О = 2Н3ВО3
Слайд 14
Борные кислоты
Метаборная кислота – НВО2
Ортоборная кислота –
Н3ВО3
Пироборная кислота – Н2В4О7
При нагревании теряют воду и превращаются
в оксид бора:
Н3ВО3 НВО2 Н2В4О7 В2О3
Ортоборная, борная кислота – слабая, одноосновная, проявление кислотных свойств – присоединение ОН-:
В(ОН)3 + Н-ОН = [В(ОН)4] +Н+
Все кислоты существуют в полимерном состоянии за счет образования водородных связей
Слайд 15
Бораты
Na2B4O7 – перборат натрия, самая распространенная соль, широко
используется
При сплавлении с солями металлов образуются перлы – окрашенные
стекловидные материалы
Добавки к стеклу повышают термостойкость и химическую стойкость
Безводные бораты получают сплавлением оксида бора с соответсвующим оксидом металла
Растворимы только соли щелочных металов
Слайд 16
Боразотные соединения
Нитрид бора – ВN – «белый графит»,
синтезируют из бора или его оксида в присутствии С
или Mg как катализатора
При нагревании до 13500С под давлением образует алмазоподобную структуру – боразон, по твердости равен алмазу
Устойчив до 20000С (алмаз – до 8500С)
Боразол – B3 N3 H6, бесцветная жидкость, по структуре и свойствам близок к бензолу, температуры плавления и кипения соответственно –560С и 550С
