Boraani

Boraani, jokin boorin ja vedyn epäorgaanisten epäorgaanisten yhdisteiden homologisesta sarjasta tai niiden johdannaisista.

Diboraanimolekyylin B-H-B-fragmentin B-H-B-fragmentin kolmen senttimetrin kaksoiselektronisidoksen rakenne. Sidosyhdistelmän elektronipari vetää kaikki kolme atomia yhteen.
Diboraanimolekyylin B-H-B-fragmentin B-H-B-sidoksen kolmesenttisen, kahden elektronin sidoksen rakenne. Sidoksen elektronipari vetää kaikki kolme atomia yhteen.

Encyclopædia Britannica, Inc.

kiteinen sidos
Lue lisää tästä aiheesta
kemiallinen sidos: Boraanit
Elektronivajeinen yhdiste diboraani, B2H6, kuten aiemmin todettiin, voidaan pitää yhteen pidettyjen atomien klusterina…

Boorihydridit syntetisoitiin ja luonnehdittiin ensimmäisen kerran systemaattisesti saksalaisen kemistin Alfred Stockin toimesta vuosina 1912-1937 suunnilleen. Hän kutsui niitä booraneiksi analogisesti alkaanien (tyydyttyneiden hiilivetyjen) kanssa, jotka ovat boorin naapurina jaksollisessa järjestelmässä olevan hiilen (C) hydridejä. Koska kevyemmät booraanit olivat haihtuvia, herkkiä ilmalle ja kosteudelle ja myrkyllisiä, Stock kehitti korkean tyhjiön menetelmiä ja laitteita niiden tutkimiseksi. Amerikkalaiset Hermann I. Schlesinger ja Anton B. Burg aloittivat vuonna 1931 boraaneja koskevat työt. Boraanit pysyivät lähinnä akateemisen kiinnostuksen kohteena toiseen maailmansotaan asti, jolloin Yhdysvaltain hallitus tuki tutkimusta haihtuvien uraaniyhdisteiden (boorihydridien) löytämiseksi isotooppien erottelua varten, ja 1950-luvulle asti, jolloin se tuki ohjelmia, joilla kehitettiin korkea-energisiä polttoaineita raketteja ja suihkukoneita varten. (Booraneilla ja niiden johdannaisilla on paljon korkeampi palamislämpö kuin hiilivetypolttoaineilla). William Nunn Lipscomb Jr. sai vuoden 1976 kemian Nobel-palkinnon ”booraanien rakennetta koskevista tutkimuksistaan, jotka valaisevat kemiallisen sidoksen ongelmia”, kun taas yksi Schlesingerin oppilaista, Herbert Charles Brown, jakoi vuoden 1979 palkinnon hydroboraatioreaktiostaan (1956), joka tarkoittaa BH3:n (BH3-S-muodossa) hämmästyttävän helppoa liittämistä tyydyttymättömiin orgaanisiin yhdisteisiin (esim, alkeenit ja alkyynit) eetteriliuottimissa (S) huoneenlämmössä, jolloin saadaan organoboraaneja kvantitatiivisesti (eli reaktiossa, joka etenee kokonaan tai lähes kokonaan loppuun asti). Hydroborointireaktio puolestaan avasi uusia tutkimusväyliä stereospesifisen orgaanisen synteesin alalla.

Stockin valmistamien booraanien yleinen koostumus oli BnHn + 4 ja BnHn + 6, mutta tunnetaan monimutkaisempia lajeja, sekä neutraaleja että negatiivisia (anionisia). Boorin hydridejä on enemmän kuin minkään muun alkuaineen paitsi hiilen hydridejä. Yksinkertaisin eristettävä booraani on B2H6, diboraani(6). (Suluissa oleva arabialainen numero osoittaa vetyatomien lukumäärän.) Se on yksi laajimmin tutkituista ja synteettisesti hyödyllisimmistä kemiallisista välituotteista. Sitä on kaupallisesti saatavilla, ja siitä on vuosien ajan valmistettu joko suoraan tai epäsuorasti monia boreeneja ja niiden johdannaisia. Vapaa BH3 (ja B3H7) ovat hyvin epävakaita, mutta ne voidaan eristää stabiileina addukteina (additiotuotteina) Lewisin emästen (elektronin luovuttajamolekyylien) kanssa – esim. BH3 – N(CH3)3. Boraanit voivat olla kiinteitä, nestemäisiä tai kaasumaisia; yleensä niiden sulamis- ja kiehumispisteet kasvavat monimutkaisuuden ja molekyylipainon kasvaessa.