Химические свойства бора

•При обычных условиях инертен: не взаимодействует с

H2O, HГал к-тами. Кислоты-окислители окисляют его до борной кислоты:

2B+3H2SO4=2H3BO3+3SO2 B+3HNO3=H3BO3+3NO2

Сконцентрированными растворами щелочей: 2B+2KOH+2H2O=3H2↑+2KBO2 (метаборат калия).

Получение и применение бора

•Аморфный : 3Mg+B2O3=t 2B +3MgO

•Кристаллический:

2 BBr3+3H2=t 2B+6HBr

•Применение: легирование сплавов (уменьшает размер зерен сплавов); повышение твердости и коррозионной стойкости сплавов в результате борирования поверхности стальных изделий; в атомных реакторах для защиты от нейтронов (высокое сечение захвата нейтронов)

Водородные соединения бора - бораны

•Устойчивые формы: B2H6 –диборан, и B4H10- тетраборан

•Газы или летучие жидкости с отвратительным запахом, ядовиты.

•Получают косвенным путем: 2BCl3+6H2=B2H6+6HCl

•Сильные восстановители. Диборан воспламеняется на воздухе: B2H6+3O2=3H2O+B2O3+2025 кДж;

в воде гидролизуются: B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2

Кислородные соединения бора

•В2О3 – оксид бора, бесцветное кристаллическое вещество, при охлаждении расплава переходит в стеклообразное состояние. Используется в эмалях и глазурях, специальных сортах стекла.

Ангидрид борной кислоты: B2O3+3H2O=2H3BO3

•H3BO3 – ортоборная кислота, бесцветные слоистые кристаллы. Молекулы в плоскостях связаны водородными связями, а между слоями – слабые силы Ван-дер-Ваальса. В водных растворах - слабая одноосновная кислота, образует гидроксокомплекс: B(OH)3+H2O=H[B(OH)4].

•При нагревании дает метаборную кислоту H3BO3=t HBO2+ Н2О.

Бораты, бориды

•Соли тетраборной кислоты (H2B4O7), неизвестной в свободном состоянии: 4H3BO3+2NaOH=Na2B4O7+7H2O

•подвержены гидролизу: Na2B4O7+3H2O=2NaBO2+2H3BO3

•Cr4B, CrB, Cr3B, CrB2 – бориды d-металов, кристаллические в-ва, с высокой твердостью, тугоплавкие, химически инертные. Используются для изготовления высокоогнеупорных деталей.

BN – нитрид бора

- белый порошок, огнеупорный, расслаивается на чешуйки, химически инертен, с кристаллической структурой аналогичной графиту (sp2-гибридизация, π – связь между слоями) «белый графит». Используется как изолятор и высокотемпературная смазка.

•При t=1400оС и р=62000 ат «белый графит» переходит в боразон, имеющий кубическую алмазоподобную структуру (sp3-гибр., 3 связи по обменному и одна по донорно-акцепторному механизму), обладающий близкой к алмазу твердостью. Применяется в буровых работах.