乙硼烷是化学式为B2H6的无机化合物,是目前能分离出的最简单的硼烷。乙硼烷室温下为无色气体,可以与空气形成爆炸性混合物,并且在潮湿空气中自燃。有剧毒。
乙硼烷具有较高的化学活性,容易与各种无机分子和有机分子起反应。这不仅是因为乙硼烷生成热为正值(即所谓吸热化合物),还由于硼对氟、氧、氮、磷等电负性强的元素有很大的亲合力
结构:乙硼烷分子具有D2h点群。两个硼原子各用两个 sp2杂化轨道与两个氢原子的 1s 轨道重叠形成 B-H σ键的同时,每个硼原子又用第三个 sp2杂化轨道和余下的一个 p 轨道组合成两个轨道 Φ,分别位于平面上下。两个轨道分别与两个氢原子的 1s 轨道成两个垂直于平面的三中心两电子 BHB 键,正好用上余下的4个价电子[3]。因此乙硼烷分子不能自由旋转。
化学合成方法:用质子进行阳离子取代:
MnB + 3H+→ 1/2 B2H6+ Mn3+
用单质氢进行氢化:
BCl3+ 3H2→ 1/2 B2H6+ 3HCl
R3B + 3H2→ 1/2B2H6+ 3RH
用金属氢化物和复合氢化物进行H−取代:
6 BF3+ 8 NaH→ B2H6+ 6 NaBF4
4BCl3+ 3LiAlH4→ 2B2H6+ 3LiAlCl4
3LiBH4+ (C2H5)2O.BF3−(C2H5)2O→ 2B2H6+ 3LiF+ (C2H5)2O(纯度90-95%)
3NaBH4+ 4BF3−二甘醚→ 2B2H6+ 3NaBF4
LiAlH4+ BF3→ B2H6+ LiF + AlF3
下面这个反应在室温即能进行。其机理分为两步,具体如:
(1)LiAlH4+ BF3→ LiBH4+ AlF3
(2)LiBH4+ BF3→ B2H6+ LiF
通过质子迁移或电解,从BH4−离子中脱去H−:
KBH4+ H+−无水酸→ 1/2 B2H6+ K++ H2
LiBH4−电解→ Li+ 1/2 B2H6+ 1/2 H2
NaBH4+ H2PO3F −真空→ 1/2 B2H6+ NaHPO3F + H2(产率79%)
KBH4+ H3PO4→ 1/2 B2H6+ H2+ KH2PO4 |
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