Соединения бора с водород

С водородом бор не реагирует. Бороводороды или бораны получают косвенным путём. Их известно несколько десятков с общей формулой В_хН_у. Простейший член этого ряда ВН₃ – боран – существует только выше 100⁰С в равновесии с другими, более сложными гидридами. При стандартных условиях ему соответствует – диборан – В₂Н₆. В молекуле диборана два атома водорода расположены между двумя атомами бора и участвуют в трёхцентровых взаимодействиях В – Н – В, возникающих в результате перекрывания двух sp³-гибридных орбиталей двух атомов бора и s-орбитали атома водорода. Трёхцентровая связь менее прочна, чем «нормальные» связи, и диборан при нагревании диссоциирует: В₂Н₆ = 2ВН₃ ∆Н = 150 кДж/моль.

Существует ещё большое число более сложных бороводородов (В₄Н₁₀, В₆Н₁₀, В₁₀Н₁₄). Кроме трёхцентровых связей В – Н – В в сложных боранах реализуются трёхцентровые связи В – В – В и двухцентровые В – В . В результате возникают довольно сложные структуры.

Локализованные двухцентровые донорно-акцепторные связи между атомом бора и какими-либо донорными молекулами прочнее, чем трёхцентровые двухэлектронные связи в гидриде, поэтому ВН₃ охотно присоединяет донорные частицы. Например, ׃NH₃ и другие. Наиболее важными являются продукты присоединения иона ׃Н‾. В эфирных или других неводных растворителях легко идёт реакция:

2LiH + B₂H₆ = 2LiBH₄

Образующийся гидридоборат лития – боранат лития – твёрдое кристаллическое вещество, имеющее ионное строение [Li⁺][BH₄^‾]. Соединения, содержащие ион BH₄^‾ , в известной мере подобны солям аммония:

Н:^‾ + ВН₃ → Н:^‾ ==> ВН₃ → ВН₄^‾

Все гидриды бора очень реакционноспособные вещества, при обычных условиях бурно реагирующие с водой, галогенами, часто самовозгорающиеся на воздухе:

В₂Н₆ + 3О₂ = В₂О₃ + 3Н₂О; В₄Н₁₀ + 11Cl₂ = 4BCl₃ + 10HCl;

В₂Н₆ + 6Н₂О = 2H₃BO₃ + 6H₂;

Большинство боранов имеет отвратительный запах и очень ядовиты.

Подобным образом ведут себя соединения МВН₄:

КВН₄ + 4Н₂О = КОН + H₃BO₃ + 4Н₂

Все они являются сильными восстановителями и используются при синтезе различных органических соединений в неводных средах.

Галогениды

Все элементы рассматриваемой группы образуют соединения со всеми галогенами типа ЭГ₃.

Галогениды бора активно взаимодействуют с водой, при этом образуя две кислоты – борную и галогенводородную:

ВГ₃ + 3НОН = Н₃ВО₃ + 3НГ

Вещества, реагирующие с водой с образованием двух кислот, одна из которых галогенводородная, называются галогенангидридами.

Все галогениды склонны к реакциям присоединения частиц, обладающих донорными свойствами. Например:

ВF₃ + :PBr₃ → Br₃P: ==> BF₃ → Br₃P∙ ВF₃

Реакция присоединения иона галогена особенно характерна для фторида бора. В результате при его гидролизе образуется тетрафторборная кислота:

4ВF₃ + 3H₂O = H₃BO₃ + 3HBF₄

Поскольку в ионе ВF₄^‾ и бор и фтор валентнонасыщены, ковалентная связь этой частицы с водородом невозможна, и фторборная кислота существует только как совокупность ионов в растворе. Но её соли имеющие ионные кристаллические решетки, фторобораты щелочных и щелочноземельных металлов вполне устойчивы.

Остальные галогениды и галогенборатытные анионы быстро и полностью гидролизуются даже на холоду:

BCl₃ + 3H₂O = H₃BO₃ + 3HCl ∆H⁰ = -85 кДж/моль

Что резко отличает их от галогенидов углерода.