Боран, която и да е от хомоложна серия от неорганични съединения на бор и водород или техни производни.
химично свързване: Boranes
Както е отбелязано по-рано, дефицитът на електронен дефицит от съединение B2H6 може да се разглежда като струпване на атоми
Боровите хидриди за първи път са системно синтезирани и характеризирани през периода 1912 до приблизително 1937 г. от немския химик Алфред Сток. Той ги нарече борани по аналогия с алканите (наситени въглеводороди), хидридите на въглерода (С), който е съседът на бора в периодичната таблица. Тъй като по-леките борани бяха летливи, чувствителни към въздуха и влагата и токсични, Сток разработи високо вакуумни методи и апарати за изучаването им. Американската работа по бораните започва през 1931 г., извършена от Херман И. Шлезингер и Антон Б. Бург. Боран остава предимно от академичен интерес до Втората световна война, когато правителството на САЩ подкрепя изследванията за намиране на летливи уранови съединения (борохидриди) за разделяне на изотопи и до 50-те години на миналия век, когато подкрепя програми за разработване на високоенергийни горива за ракети и реактивни самолети. (Бораните и техните производни имат много по-висока топлина на изгаряне в сравнение с въглеводородните горива.) Уилям Нан Липскомб, младши, получи Нобеловата награда за химия от 1976 г. „за своите изследвания върху структурата на бораните, осветяващи проблемите на химичното свързване“, докато един от Шлезингер студенти, Хърбърт Чарлз Браун, сподели наградата от 1979 г. за своята реакция на хидротерапия (1956 г.), забележително лесното допълнение на БиХ3 (под формата на BH 3 · S) на ненаситени органични съединения (т.е., алкени и алкини) в етерни разтворители (S) при стайна температура до получаване на organoboranes количествено (т.е., в реакция, която протича изцяло или почти изцяло, до завършване). Реакцията на хидрообработка от своя страна отвори нови пътища за изследвания в областта на стереоспецифичния органичен синтез.
Борните, които са били приготвени от Stock, са имали общия състав B n H n + 4 и B n H n + 6, но са известни по-сложни видове, както неутрални, така и отрицателни (анионни). Хидридите на бор са по-многобройни от тези на всеки друг елемент, освен въглерода. Най-простият изолира боран е В 2 Н 6, диборан (6). (Арабската цифра в скобите показва броя на водородните атоми.) Той е един от най-широко изследваните и най-синтетично химически междинни продукти. Той се предлага в търговската мрежа и от години много борани и техните производни се приготвят от него, пряко или косвено. Безплатна BH 3 (и В 3 H 7) са много нестабилни, но те могат да бъдат изолирани като стабилни адукти (присъединителни продукта) с основи Lewis (електрон-донорни молекули) -eg, BH 3 · N (CH 3) 3. Бораните могат да бъдат твърди частици, течности или газове; като цяло техните точки на топене и кипене се увеличават с увеличаване на сложността и молекулното тегло.
Структура и свързване на борани
Вместо да демонстрират прости верижни и пръстеновидни конфигурации на въглеродни съединения, атомите на бора в по-сложните борани са разположени в ъглите на многогранници, които могат да се разглеждат или като делтаедрони (многогранници с триъгълни лица) или делтаградни фрагменти. Разработването на разбиране за тези клъстери на бор е направило много, за да помогне на химиците да рационализират химията на други неорганични, органични метални и съединения с преходни метали.
Една от няколкото номенклатурни системи, предложени от Международния съюз за чиста и приложна химия (IUPAC), използва характерни структурни префикси: (1) closo- (корупция на „clovo“, от латински clovis, което означава „клетка“), делтаедри на n борни атоми; (2) nido- (от латински nidus, което означава „гнездо“), незатворени структури, в които B n клъстерът заема n ъгли на (n + 1) -корнеран многоедър - т.е. клозо-многогранник с един липсващ връх; (3) арахно- (на гръцки, означаващ паяжина), струпвания, които са още по-отворени, с атоми на бор, заети n съседни ъгъла на (n + 2) -корнеран многогранник - т.е. клозо-многогранник с два липсващи върха; (4) хифо- (на гръцки означава „да тъкат“ или „мрежа“), най-отворените клъстери, с борни атоми, заемащи n ъгли на (n + 3) -корниран клозо-полиедър; и (5) кладо- (на гръцки, означаващ „клон“), n върхове на n + 4-вертексен клозо-полиедър, заети от n борови атоми. Понастоящем членовете на серията хифо- и кладо- са известни само като производни на боран. Връзката между два или повече от тези многоградни боранови групи се обозначава с префикса конюнкто- (на латински, означаващ „съединяване заедно“). Например, conjuncto-B 10 Н 16 се получава чрез присъединяване на Б 3 H 8 единици от две B 6 Н 9 молекули чрез връзка с В-В.
Една от причините за големия интерес към бораните е фактът, че те притежават структури, различни от всеки друг клас съединения. Тъй като свързването в борани включва многоцентрово свързване, при което три или повече атома споделят двойка свързващи електрони, бораните обикновено се наричат вещества с дефицит на електрон. Диборан (6) има следната структура:
Тази структура включва трицентрово мостово свързване, при което една електронна двойка се разделя между три (а не два) атома - два борни атома и един водороден атом. (Вижте химичното свързване: Разширени аспекти на химичното свързване: Борани за обсъждане на трицентровата връзка.) Способността на бора да образува такива връзки в допълнение към нормалните ковалентни връзки води до образуването на сложни полиедрични борани.
