Трихлорид бора

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Трихлорид бора
Трихлорид бора
Трихлорид бора
Трихлорид бора
Общие
Систематическое
наименование
хлорид бора(III)
Сокращения трихлоробор
Традиционные названия трихлорид бора, бора хлорид
Хим. формула BCl3
Рац. формула BCl3
Физические свойства
Состояние бесцветный газ, дымится на воздухе
Молярная масса (при 9,23 % и Cl 90,77 % по массе) 117.17 г/моль
Плотность (при 0 °C) 1.326 г/см³
Термические свойства
Т. плав. -107.3 °C
Т. кип. 12.6 °C
Т. всп. -17 °C
Кр. точка температура: 178,8 °C

давление: 3,87 мПа


плотность: 0,7 г/см³

Мол. теплоёмк. 107 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования -427 кДж/моль
Давление пара (при −92 °C) 1 мм.рт.ст.

(при −68 °C) 10 мм.рт.ст.


(при −33,5 °C) 100 мм.рт.ст.


(при 20 °C) 150 кПа

Химические свойства
Растворимость в воде разлагается
Растворимость в остальных веществах разлагается в этаноле, растворим в тетрахлориде углерода
Оптические свойства
Показатель преломления 1.00139
Структура
Координационная геометрия тригональная, плоская
Дипольный момент Д
Классификация
Рег. номер CAS 10294-34-5
PubChem 25135
SMILES
Рег. номер EC 233-658-4
RTECS ED1925000
ChemSpider 16788234
Безопасность
Токсичность
NFPA 704.svg

Hazard T.svg

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Трихлорид бора — бинарное неорганическое соединение бора и хлора с формулой BCl3. Это бесцветный газ.

Физические свойства[править | править вики-текст]

При стандартных условиях трихлорид бора представляет собой тяжёлый бесцветный газ, вследствие взаимодействия с парами воды дымящийся во влажном воздухe.

При нормальных условиях — это жидкость, давление пара которой описывается уравнением:

p_\mathsf{(mm Hg)} = 2115~ T^{-1} - 7.04 \lg T + 27.56

В Твёрдом состоянии трихлорид бора образует кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P63, a =0,6140 нм, c = 0,6603 нм, Z = 9.

Молекула трихлорида бора представляет собой правильный треугольник (как и другие тригалогениды бора) с длиной связи B—Cl 0,175 нм. Вследствие тригональной симметрии молекула имеет нулевой дипольный момент.

Относительное уменьшение расстояние между хлором и бором объясняется значительным вкладом π-связи.

Трихлорид бора не образует димеры, хотя есть косвенные свидетельства того, что он может образовывать димеры при очень низких температурах (20 К).

Получение[править | править вики-текст]

Трихлорид бора можно синтезировать из элементов:

~\mathsf{2B+3Cl_2 \xrightarrow{>400^oC} 2BCl_3}

В промышленности вместо чистого бора используют его сплавы, например ферробор.

Также в промышленности также используют метод хлорирования при температуре ~1000 °C смеси оксида бора и кокса:

~\mathsf{B_2O_3+3C+3Cl_2 \xrightarrow{1000^oC} 2BCl_3+3CO}

В России используется промышленный метод хлорирования карбида бора при температуре 900—1000 °C:

~\mathsf{B_4C+6Cl_2 \xrightarrow{1000^oC} 4BCl_3+C}

Трихлорид алюминия и трифторид бора могут обмениваться галогенами:

~\mathsf{AlCl_3 + BF_3 \xrightarrow{~T~} BCl_3 + AlF_3}

В лабораторной практике трихлорид бора получают разложением его аддуктов, например, BCl3S(СН3)2, которые удобны в работе, так как являются твёрдыми веществами:

~\mathsf{(CH_3)_2SBCl_3 \rightleftarrows (CH_3)_2S+BCl_3}

Химические свойства[править | править вики-текст]

Полностью гидролизуется водой с выделением большого количества тепла:

~\mathsf{BCl_3 + 3H_2O \rightarrow B(OH)_3\downarrow + 3HCl}

Реагирует с разбавленными и концентрированными щелочами:

~\mathsf{4BCl_3 + 14NaOH \rightarrow Na_2B_4O_7 + 12NaCl + 7H_2O}
~\mathsf{BCl_3 + 4NaOH \rightarrow Na[B(OH)_4] + 3NaCl}

Восстанавливается водородом до бора или борана:

~\mathsf{2BCl_3 + 3H_2 \xrightarrow{800-1200^oC} 2B + 6HCl }
~\mathsf{2BCl_3 + 6H_2 \xrightarrow{450^oC, Cu, Al} B_2H_6 + 6HCl }

Горит в кислороде (на воздухе при температуре >400°С):

~\mathsf{4BCl_3 + 3O_2 \xrightarrow{} 2B_2O_3 + 6Cl_2 }

Фтор вытесняет хлор из соединения:

~\mathsf{2BCl_3 + 3F_2 \xrightarrow{} 2BF_3 + 3Cl_2 }

Трихлорид бора является кислотой Льюиса, которая образует аддукты с третичными аминами, фосфинами, эфирами, тиоэфирами и галогенид-ионами:

~\mathsf{BCl_3 + PH_3 \rightleftarrows BCl_3\cdot PH_3}

Реагирует с оловоорганическими соединениями:

~\mathsf{2BCl_3+R_4Sn \longrightarrow 2RBCl_2+R_2SnCl_2}

При пропускании через трихлорид бора электрической искры получаются низшие хлориды бора B2Cl6, B4Cl4, B8Cl8:

~\mathsf{2BCl_3 \xrightarrow{} B_2Cl_4+Cl_2}

Реагирует со спиртами с образованием эфиров-боратов:

~\mathsf{BCl_3 + R\text{-}OH \xrightarrow{} B(OR)_3 + 3HCl}

При нагревании реагирует с борным ангидридом с образованием оксихлорида бора:

~\mathsf{BCl_3 + B_2O_3 \xrightarrow{200^oC} 3BOCl }

Металлы могут восстанавливать трихлорид бора до бора или образовывать бориды:

~\mathsf{BCl_3 + 3Na \xrightarrow{150^oC} B + 3NaCl }
~\mathsf{2BCl_3 + 6Mg \xrightarrow{} Mg_3B_2 + 3MgCl_2 }

Применение[править | править вики-текст]

Безопасность[править | править вики-текст]

Трихлорид бора является агрессивным реагентом.

См. также[править | править вики-текст]