Пентаборан (9) - Pentaborane(9)

Пентаборан (9)
Pentaborane.png
Пентаборан (9) -xtal-view-1-Mercury-3D-bs.png
Атаулар
IUPAC атауы
Пентаборан (9)
Басқа атаулар
Пентаборан, пентаборононагидрид, тұрақты пентаборан
Идентификаторлар
3D моделі (JSmol )
Чеби
ChemSpider
ECHA ақпарат картасы100.039.253 Мұны Wikidata-да өңдеңіз
EC нөмірі
  • 243-194-4
26757
RTECS нөмірі
  • RY8925000
UNII
БҰҰ нөмірі1380
Қасиеттері
B5H9
Молярлық масса63,12 г / моль
Сыртқы түріТүссіз сұйықтық
Иісқышқыл сүт сияқты өткір[1]
Тығыздығы0,618 г / мл
Еру нүктесі -46,8 ° C (-52,2 ° F; 226,3 K)
Қайнау температурасы 60,1 ° C (140,2 ° F; 333,2 K)
Сумен әрекеттеседі
Бу қысымы171 мм сынап бағанасы (20 ° C)[1]
Қауіпті жағдайлар
NFPA 704 (от алмас)
Тұтану температурасы 30 ° C (86 ° F; 303 K)
Жарылғыш шектер0.42%-?[1]
Өлтіретін доза немесе концентрация (LD, LC):
<50 мг / кг[2]
3 ppm (тышқан, 4 сағ)
6 айн / мин (егеуқұйрық, 4 сағ)
3,4 промилле (тінтуір, 4 сағ)
35 айн / мин (ит, 15 мин)
244 айн / мин (маймыл, 2 мин)
67 айн / мин (егеуқұйрық, 5 мин)
40 айн / мин (тышқан, 5 мин)
31 айн / мин (егеуқұйрық, 15 мин)
19 айн / мин (тышқан, 15 мин)
15 айн / мин (егеуқұйрық, 30 мин)
11 айн / мин (тышқан, 30 мин)
10 айн / мин (егеуқұйрық, 1 сағ)
6 промилле (тінтуір, 1 сағ)[3]
NIOSH (АҚШ денсаулығына әсер ету шегі):
PEL (Рұқсат етілген)
TWA 0,005 ppm (0,01 мг / м)3)[1]
REL (Ұсынылады)
TWA 0,005 ppm (0,01 мг / м.)3) ST 0,015 ppm (0,03 мг / м)3)[1]
IDLH (Шұғыл қауіп)
1 бет / мин[1]
Құрылым
C4v
0 Д.
Өзгеше белгіленбеген жағдайларды қоспағанда, олар үшін материалдар үшін деректер келтірілген стандартты күй (25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N тексеру (бұл не тексеруY☒N ?)
Infobox сілтемелері

Пентаборан (9) болып табылады бейорганикалық қосылыс В формуласымен5H9. Бұл бор реакциясы жоғары қосылыс болғанымен, ең көп таралған гидридті кластердің бірі. Оттегіне реактивтілігі жоғары болғандықтан, ол бір рет бағаланды зымыран немесе авиакеросин. Бор гидридтері сияқты, пентаборан түссіз, диамагниттік және құбылмалы. Бұл байланысты пентаборан (11) (Б.5H11).

Құрылымы, синтезі, қасиеттері

Оның құрылымы бес атомнан тұрады бор шаршы пирамида түрінде орналасқан. Әрбір борда терминалды гидридті лиганд болады және төрт гидрид пирамида табанының шеттерін қамтиды. Ол нидо торы ретінде жіктеледі.

Оны алдымен дайындаған Альфред Сток арқылы пиролиз туралы диборана шамамен 200 ° C.[5] Жақсартылған синтез В тұздарынан басталады3H8, ол бромидке айналады3H7Br HBr қолдану. Пиролиз осы бромид пентаборан береді.[6]

5 Б.3H7Br → 3 B5H9 + 5 Br + 4 H2

АҚШ-та пентаборанды коммерциялық масштабта Callery Chemical Company компаниясы өндірді.

150 ° C-тан жоғары, ол ыдырайды, сутегі шығарады; жабық ыдыста пайда болған кезде қысымның жоғарылауы қауіпті болуы мүмкін. Ол судың қатысуымен қарағанда әлдеқайда тұрақты диборана. Ол көмірсутектерде ериді, бензол, және циклогексан және майлар оның ішінде зертханалық жабдықта қолданылатындар. Қоймада ол аз мөлшерде сутегі мен қатты қалдықты шығарып, елеусіз ыдырайды.

Реакциялар

Пентаборанның химиясы ауқымды.[7] Галогендеу B симметриялы туындыларын береді5H8Галогенидті квадрат пирамида негізіне орналастыру үшін изомерленуі мүмкін X. Сияқты мықты негіздермен алкил литий реактивтері, оны тазартуға болады және алынған литий тұздары алмастырылған туындыларды алу үшін әр түрлі электрофилдермен әрекеттеседі. Бұл Льюис қышқылды, екі эквивалентті қосарланған қосылғыштарды құрайды триметилфосфин. Пентаборан басқа гидридті кластерлерді синтездеу үшін қолданылады.

Оның отын ретінде қолданылу тарихы

Пентаборанды АҚШ-тың да, Ресейдің де қарулы қызметі «экзотикалық отын» деп атады. Бордың қарапайым қосылыстары тән жасыл жалынмен жанатындықтан, АҚШ отынында бұл отынның лақап аты «Жасыл айдаһар» болды. Жөнінде жану жылуы, пентаборан эквивалентті көміртек қосылыстарынан асып түседі, өйткені олардың өздігінен байланысатын элементі, көміртегі, салмағы біреуден көп атомдық масса бірлігі атомынан көп бор және кейбір борларда сутегі көміртегі эквивалентіне қарағанда көбірек болады. Қосылыстың химиялық байланысының үзілуінің жеңілдігі де ескерілген.

Бұл затқа қызығушылық жоғары жылдамдықты реактивті ұшақтар үшін мүмкін отын ретінде басталды. Ең көп өндіретін отын қоспасы нақты импульс зымыран қозғалтқышы үшін кейде ретінде беріледі оттегі дифторид пен пентаборан[дәйексөз қажет ]. Алғашқы жылдарында ғарыш жарысы және зымырандық алшақтық, Американдық зымыран инженерлері арзан бәсекеге қабілетті зымыран жасай аламыз деп ойлады Кеңестер қолданыстағы бірінші сатыны пайдалану және жоғарғы сатыда қозғалтқышпен жоғары импульстің жоғары импульсінде қозғалтқыш қою. Сондықтан бұл отынды зерттеу жобалары басталды.

Бұл пентаборанды жанармай ретінде пайдалану қарастырылған Солтүстік Америка авиациясы қашан XB-70 валкири жоспарлау кезеңінде болды, бірақ ұшақ орнына көмірсутегі отынын пайдаланды. Пентаборан ретінде қолданылуы да зерттелді бипропеллант бірге азот тетроксиді.[8] Кеңес Одағында, Валентин Глушко оны эксперимент үшін қолданды RD-270M 1962 - 1970 жылдар аралығында дамып келе жатқан зымыран қозғалтқышы.[9]

Басқа борлар отын ретінде бағаланды, соның ішінде пропилпентаборан (BEF-2) және этилдекаборан (REF-3).[10] Диборане және декаборан және олардың туындылары да зерттелді.

Бұл отынмен проблемаларға оның уыттылығы және ауамен жанасу кезінде жалынның пайда болу сипаты жатады. Сонымен қатар, оның шығуы (реактивті қозғалтқышта қолданылғанда) да улы болады. Пентаборан ұзақ уақыт жұмыс істемейтін болып саналғаннан кейін, барлығы АҚШ 1900 фунт химиялық зат 2000 жылы жойылды, бұл кезде қауіпсіз әрі арзан құрал жасалды. Қолданылған процесс гидролиз бірге бу, сутегі беретін және а бор қышқылы шешім. Жүйеге «Айдаһар өлтіруші» деген лақап ат берілді.[11]

Қауіпсіздік

30 ° C-тан жоғары болса, булардың ауамен жарылыс қауіпті концентрациясын құра алады. Оның булары ауадан да ауыр. Бұл пирофорикалық - ауамен жанасқанда өздігінен тұтануы мүмкін, тіпті аздап таза емес. Ол сондай-ақ соққыға сезімтал жарылғыш қосылыстар түзе алады және кейбір өрт сөндіргіштермен, атап айтқанда қатты әсер етеді галокөміртектер және су. Бұл өте уытты және төменгі деңгейдегі әсер ету симптомдары 48 сағатқа дейін кешігуімен байқалуы мүмкін. Оның өткір уыттылығы кейбіреулерімен салыстырылады жүйке агенттері.

Пентаборанға кәсіби әсер ету шектері белгіленген Еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау басқармасы және Ұлттық еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау институты 0,005 мин / мин деңгейінде (0,01 мг / м)3) орташа өлшенген сегіз сағаттық орташа мәннен жоғары қысқа мерзімді экспозиция шегі 0,015 ppm (0,03 мг / м)3).[12] Пентаборанның өткір уыттылығы оны қарастыруға мәжбүр етті өмір мен денсаулыққа бірден қауіпті, шегі 1 ppm деңгейінде.[13]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б c г. e f Химиялық қауіптерге арналған NIOSH қалта нұсқаулығы. "#0481". Ұлттық еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау институты (NIOSH).
  2. ^ Пентаборан химиялық және қауіпсіздік туралы мәліметтер
  3. ^ «Пентаборан». Өмір мен денсаулыққа бірден қауіпті концентрациялар (IDLH). Ұлттық еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау институты (NIOSH).
  4. ^ «Мұрағатталған көшірме». Архивтелген түпнұсқа 2015-02-17. Алынған 2015-03-13.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме)
  5. ^ Сток, А. (1933). Бор және кремний гидридтері. Нью-Йорк: Корнелл университетінің баспасы. ISBN  0-8014-0412-6.
  6. ^ Миллер, В.Р .; Рышкевич, Г.Э. (1974). «Пентаборан (9) (Б.5H9)". Бейорганикалық синтездер. 15: 118–122. дои:10.1002 / 9780470132463.ch26.
  7. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Элементтер химиясы (2-ші басылым). Баттеруорт-Хейнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  8. ^ «Н.2O4/ Пентаборан «. Энциклопедия Astronautica. Архивтелген түпнұсқа 2007-08-08. Алынған 2007-08-11.
  9. ^ «RD-270M». Энциклопедия Astronautica. Алынған 2007-08-11.
  10. ^ Макдональд, Г. (1957-11-13). «147-ден 190 ° C аралығында коммерциялық пропил пентаборанның (HEF-2) термиялық тұрақтылығы» (PDF). Аэронавтика жөніндегі ұлттық кеңес комитеті.
  11. ^ ""Dragon Slayer «супер отынды бейтараптайды» (PDF). Инженерді жаңарту. АҚШ армиясының инженерлер корпусы. 25 (2). Ақпан 2001.
  12. ^ CDC - химиялық қауіпті NIOSH қалтасына арналған нұсқаулық
  13. ^ Өмірге немесе денсаулыққа бірден қауіпті құжаттар (IDLHs)