硼烷的化学键 硼烷属于缺电子分子,电子构型为2s2p2,它的价电子层有一条 2s三条2p轨道。3个价电子,4条价轨道,价轨道数多于价电子数。 八m五 ③ B2H6分子的几何构型 每个硼原子周围有4个接近于四面体排布的H原子。但B2H6分子 总共只有12个价电子,它没有足够的价电子使所有相邻的两原子 间都形成常规的两中心两电子键(2C-2e),其中端梢的4条B一H 键总共用去了8个电子,还余下4个电子能用于将两个B和两个H 连到一起,对B原子,在形成两条端梢的B一H键时使用了2个价电 子和2条sp3杂化轨道,还剩下2条sp3杂化轨道和1个价电子,可用 于进一步成键
硼烷的化学键 硼烷属于缺电子分子, 电子构型为2s22p1, 它的价电子层有一条 2s三条2p轨道。3个价电子, 4条价轨道, 价轨道数多于价电子数。 每个硼原子周围有4个接近于四面体排布的H原子。但B2H6分子 总共只有12个价电子, 它没有足够的价电子使所有相邻的两原子 间都形成常规的两中心两电子键(2C－2e), 其中端梢的4条B－H 键总共用去了8个电子, 还余下 4个电子能用于将两个B和两个H 连到一起，对B原子, 在形成两条端梢的B－H键时使用了2个价电 子和2条sp3杂化轨道, 还剩下2条sp3杂化轨道和1个价电子, 可用 于进一步成键
这样,2个硼原子各 用一条sp3杂化轨道和氢 原子的1s轨道相互作用 B 三个原子、三条原子轨/H 道组合成3条分子轨道, 其中一条成键,一条非键, 条反键。2个电子充填 B 在成键分子轨道上,形成 三中心两电子的(3C-2e) 氢桥键。在BH6分子中 B B 有2条这样的3C-2e氢桥原子轨道 分子轨道 键 B2H。分子中,由原子轨道(左)形成三中心 因此,在B2H分子中 B-1—B桥分子轨道(右)及近似能级图 存在2种硼氢键,即4条2C—2e端梢B一H键、2条桥式硼氢键
这样, 2个硼原子各 用一条sp3杂化轨道和氢 原子的1s轨道相互作用: 三个原子、三条原子轨 道组合成3条分子轨道, 其中一条成键, 一条非键, 一条反键。2个电子充填 在成键分子轨道上, 形成 三中心两电子的(3C－2e) 氢桥键。在B2H6分子中, 有2条这样的3C－2e氢桥 键。 因此, 在B2H6分子中 存在2种硼氢键, 即 4 条2C－2e端梢B－H键、2条桥式硼氢键
在其他较高级硼烷中,其结构还可能涉及另外三种成键要素, (2C-2e)的B一B键,闭式(3C一2e)硼键,开式(3C-2e)硎桥键。 下面列出硼烷中的各种成键方式: 1外向型端稍B-H键B-H2C-2e 2切向型端稍B-H键B-H2C-2e H 3桥式B—H一B键 B B 3C-2e B 4B一B键 B-B 2C-2e 5开式B一B—B硼桥键*B B 3C-2e B 6闭式B一B-B硎桥键BB3C-2e 分子轨道理论处理认为这种开放式可以不予考虑 ce
在其他较高级硼烷中, 其结构还可能涉及另外三种成键要素, (2C－2e)的B－B键, 闭式(3C－2e)硼键, 开式(3C－2e)硼桥键。 1 外向型端稍B－H键 B－H 2C－2e 2 切向型端稍B－H键 B－H 2C－2e H 3 桥式B－H－B键 B B 3C－2e 4 B－B键 B－B 2C－2e B 5 开式B－B－B硼桥键* B B 3C－2e B 6 闭式B－B－B硼桥键 B B 3C－2e *分子轨道理论处理认为这种开放式可以不予考虑 ＋ ＋ ＋ 下面列出硼烷中的各种成键方式：
硼烷的性质 ①自燃 B2H6(g)+302(g)—>B2O3(S)+3H2O(g) 2034kJ. mol 硼 髙能燃料,剧毒 火焰呈现绿 ②水解 物燃烧 B2H6(g)+3H2O()>2H3BO3(S)+6H2(g) △He=-509.3 kJ. mol水下火箭燃料
•硼烷的性质 ① 自燃 高能燃料，剧毒 ② 水解 火焰呈现绿色 含硼化合物燃烧 62 2 ⎯+ ⎯→ 32 + 2O(g)3H(s)OB(g)3O(g)HB 62 + 2O(l)3H(g)HB ⎯⎯→ 33 + 2 (g)H6(s)BO2H △rHm -509.3kJ⋅= -1 mol 水下火箭燃料 △rHm -1 -2034kJ⋅= mol
③加合反应 B2H6+CO—>2[H3B←CO B2H6+2NH3—[BH2·(NH3)2]+[BH4 2LiH+B2H6—>2LiBH4 2NaH+B2H6—>2NaBH4 ④被氯氯化 B,H(g+6Cl2g->2BC13()+6HCI △H=-1376 kJ. mol-l
③ 加合反应 62 COHB ⎯+ ⎯→ 3 ← CO]B2[H ④ 被氯氯化 (g)6Cl(g)HB 6HCl(l)2BCl 62 2 ⎯+ ⎯→ 3 + -1 △rHm -1376kJ⋅= mol HB2NaH 62 ⎯+ ⎯→2NaBH4 HB2LiH 62 ⎯+ ⎯→2LiBH4 + − 62 2NHHB 3 ⎯+ ⎯→ 2 23 +⋅ 4 ][BH])(NH[BH