كلوريد البورون

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

كلوريد البورون الثلاثي هو مركب غير عضوي صيغته الكيميائية BCl₃ . هذا الغاز عديم اللون يُستخدم ككاشف في التخليق العضوي ، وهو شديد التفاعل مع الماء.

الإنتاج والهيكل

يتفاعل البورون مع الهالوجينات لإنتاج ثلاثي الهاليدات المقابلة. ومع ذلك، يُنتج ثلاثي كلوريد البورون صناعياً عن طريق كلورة أكسيد البورون والكربون عند درجة حرارة 501 درجة  مئوية.

B₂O₃ + 3C + 3Cl₂ → 2BCl₃ + 3CO

يُشابه التفاعل الكربوني الحراري عملية كرول لتحويل ثاني أكسيد التيتانيوم إلى رابع كلوريد التيتانيوم. ومن نتائج هذا المسار التخليقي أن عينات ثلاثي كلوريد البورون غالباً ما تكون ملوثة بالفوسجين . [ 3 ]

في المختبر، يمكن تحضير BCl3 عن طريق المعالجة بـ AlCl3 مع BF3 ، وهو تفاعل تبادل هاليد. [ 4 ]

جزيء BCl₃ ذو بنية ثلاثية مستوية، كغيره من ثلاثي هاليدات البورون. يبلغ طول الرابطة B–Cl فيه 175 بيكومتر. وقد اقتُرح وجود رابطة π لتفسير قصر المسافة بين B و Cl، مع وجود بعض الجدل حول مدى هذه الرابطة. [ 4 ] لا يُكوّن BCl₃ ثنائيات، على الرغم من أن دراسات الرنين المغناطيسي النووي لخلائط ثلاثي هاليدات البورون تُظهر وجود هاليدات مختلطة. ويتناقض غياب التثني مع ميل AlCl₃ و GaCl₃ إلى تكوين ثنائيات أو بوليمرات مع مراكز معدنية ذات 4 أو 6 روابط تنسيقية .

ردود الفعل

يتحلل BCl 3 بسهولة ليعطي حمض الهيدروكلوريك وحمض البوريك :

BCl₃ + 3 H₂O → B(OH) ₃ + 3 HCl

تتصرف الكحولات بشكل مماثل، مما يؤدي إلى تكوين إسترات البورات، على سبيل المثال بورات ثلاثي الميثيل .

يشكل الأمونيا ناتج إضافة لويس مع ثلاثي كلوريد البورون.

باعتباره حمض لويس قوي ، يشكل BCl₃ مركبات إضافية مع الأمينات الثلاثية ، والفوسفينات ، والإيثرات ، والثيوإيثرات ، وأيونات الهاليد . [ 5 ] غالبًا ما يترافق تكوين هذه المركبات الإضافية مع زيادة في طول الرابطة B-Cl. يُستخدم BCl₃ • S(CH₃ ) ₂ ( CAS# 5523-19-3) بشكل شائع كمصدر سهل الاستخدام لـ BCl₃ لأن هذه المادة الصلبة (نقطة انصهارها  88-90  درجة مئوية) تُطلق BCl₃ .

(CH₃ ) ₂S · BCl₃ ⇌ ( CH₃ ) ₂S + BCl₃

تُعرف أيضًا مركبات كلوريد البورون المختلطة من نوع الأريل والألكيل . ويتوفر ثنائي كلوريد فينيل البورون تجاريًا . ويمكن تحضير هذه المركبات عن طريق تفاعل إعادة توزيع BCl3 مع كواشف القصدير العضوية.

2 BCl 3 + R 4 Sn → 2 RBCl 2 + R 2 SnCl 2

تخفيض

يتم اختزال BCl 3 إلى البورون العنصري تجاريا في المختبر، حيث يمكن تحويل ثلاثي كلوريد البورون إلى ثنائي كلوريد البورون عن طريق التسخين مع معدن النحاس: [ 6 ]

2 BCl 3 + 2 Cu → B 2 Cl 4 + 2 CuCl

يمكن تحضير B₄Cl₄ بهذه الطريقة أيضًا. كلوريد ثنائي البورون الرباعي عديم اللون (نقطة انصهاره -93 درجة مئوية ) جزيء مستوٍ في الحالة الصلبة (مشابه لرباعي أكسيد ثنائي النيتروجين ، ولكن في الحالة الغازية يكون تركيبه متداخلًا). [ 4 ] يتحلل (يتفكك) عند درجة حرارة الغرفة ليعطي سلسلة من أحاديات الكلوريد ذات الصيغة العامة (BCl) ₙ ، حيث يمكن أن تكون قيمة n تساوي 8 أو 9 أو 10 أو 11. 

n B 2 Cl 4 → B n Cl n + n BCl 3

من المعروف أن المركبات ذات الصيغ B 8 Cl 8 و B 9 Cl 9 تحتوي على أقفاص مغلقة من ذرات البورون.

الاستخدامات

يُعدّ ثلاثي كلوريد البورون مادةً أوليةً لإنتاج عنصر البورون. كما يُستخدم في تكرير سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم والزنك والنحاس لإزالة النتريدات والكربيدات والأكاسيد من المعدن المنصهر . وقد استُخدم كعامل مساعد للحام في سبائك الألومنيوم والحديد والزنك والتنغستن والمونيل . ويمكن تحسين مصبوبات الألومنيوم بمعالجة المصهور بأبخرة ثلاثي كلوريد البورون . وفي صناعة المقاومات الكهربائية، يُمكن وضع طبقة كربونية لاصقة متجانسة ودائمة على قاعدة خزفية باستخدام ثلاثي كلوريد البورون . وقد استُخدم في مجال الوقود عالي الطاقة ووقود الصواريخ كمصدر للبورون لرفع قيمة BTU. كما يُستخدم ثلاثي كلوريد البورون في الحفر بالبلازما في صناعة أشباه الموصلات . يقوم هذا الغاز بحفر أكاسيد المعادن عن طريق تكوين مركبات متطايرة من BOClₓ و MₓOᵧCl₂ .

يُستخدم مركب BCl3 ككاشف في تخليق المركبات العضوية. ومثل البروميد المقابل، فإنه يكسر روابط الكربونيل في الإيثرات . [ 1 ] [ 7 ]

أمان

يُعدّ BCl₃ كاشفًا قويًا يُمكن أن يُكوّن كلوريد الهيدروجين عند تعرضه للرطوبة أو الكحولات . أما مُضاف ثنائي ميثيل الكبريتيد ( BCl₃SMe₂ )، وهو مادة صلبة ، فهو أكثر أمانًا للاستخدام [ 8 ] كلما أمكن ذلك، ولكن الماء (H₂O ) سيُدمر جزء BCl₃ بينما يُبقي ثنائي ميثيل الكبريتيد في المحلول.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 ياماموتو، ي.؛ مياورا، ن. (2004). "ثلاثي كلوريد البورون". في باكيت، ل. (محرر). موسوعة الكواشف للتخليق العضوي . نيويورك: جون وايلي وأولاده. doi : 10.1002/047084289X.rb245.pub2 . ISBN 0-471-93623-5.
  2. ↑ رقم الفهرس 005-002-00-5 من الملحق السادس، الجزء 3، للائحة (EC) رقم 1272/2008 الصادرة عن البرلمان الأوروبي والمجلس بتاريخ 16 ديسمبر 2008 بشأن تصنيف المواد والخلائط ووضع العلامات عليها وتغليفها، المعدلة والملغية للتوجيهين 67/548/EEC و1999/45/EC، والمعدلة للائحة (EC) رقم 1907/2006 . الجريدة الرسمية للاتحاد الأوروبي L353، 31 ديسمبر 2008، الصفحات1-1355في الصفحة341.       
  3. ↑ برذرتون، روبرت ج.؛ ويبر، سي. جوزيف؛ غيبيرت، كلارنس ر.؛ ليتل، جون ل. (2000). "مركبات البورون". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . doi : 10.1002/14356007.a04_309 . ISBN 978-3-527-30385-4.
  4. 1 2 3 غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  5. ↑ جيرارد، دبليو؛ لابيرت، إم إف (1958). "تفاعلات ثلاثي كلوريد البورون مع المركبات العضوية". المراجعات الكيميائية . 58 (6): 1081-1111 . doi : 10.1021/cr50024a003 .
  6. ↑ وارتيك، ت.؛ روزنبرغ، ر.؛ فوكس، دبليو بي (1967). "رباعي كلوريد ثنائي البورون". التخليق غير العضوي . المجلد 10. الصفحات 118-125 . doi : 10.1002/9780470132418.ch18 . ISBN   978-0-470-13241-8.
  7. ↑ شون أوكايا؛ كييتشيرو أوكوياما؛ كينتارو أوكانو؛ هيديتوشي توكوياما (2016). "إزالة الحماية من إيثر البنزيل الفينولي باستخدام خماسي ميثيل البنزين ككاسح كاتيونات غير قاعدي لويس، وذلك بمساعدة ثلاثي كلورو البورون" . Org. Synth . 93 : 63–74 . doi : 10.15227/orgsyn.093.0063 .
  8. ↑ ويليارد، بول ج.؛ فرايل، كريج ب. (1980). "مركبات ثلاثي هاليد البورون-كبريتيد الميثيل ككواشف ملائمة لإزالة الألكيل من إيثرات الأريل". رسائل رباعي السطوح . 21 (39): 3731. doi : 10.1016/0040-4039(80)80164-X .

ملحوظات

  1. ↑ داخل الاتحاد الأوروبي، يجب أيضًا عرض بيان المخاطر الإضافي التالي (EUH014) على الملصق: يتفاعل بعنف مع الماء.

للمزيد من القراءة

  • مارتن، د. ر. (1944). "مركبات التناسق لثلاثي كلوريد البورون. الجزء الأول - مراجعة". المراجعات الكيميائية . 34 (3): 461-473 . doi : 10.1021/cr60109a005 .
  • كابالكا، جي دبليو؛ وو، زد زد؛ جو، واي إتش (2003). "استخدام كلوريدات وبروميدات البورون العضوية في التخليق العضوي". مجلة الكيمياء العضوية الفلزية . 680 ( 1-2 ): 12-22 . doi : 10.1016/S0022-328X(03)00209-2 .