Borane, hvilken som helst af en homolog række af uorganiske forbindelser af bor og hydrogen eller deres derivater.
kemisk binding: Boranes
Den elektronmangel-diboran, B2H6, kan som nævnt tidligere betragtes som en klynge af atomer, der holdes sammen
Borhydridene blev først systematisk syntetiseret og karakteriseret i perioden 1912 til omtrent 1937 af den tyske kemiker Alfred Stock. Han kaldte dem boraner i analogi med alkanerne (mættede kulbrinter), hydriderne af kulstof (C), der er borens nabo i den periodiske tabel. Da de lettere boraner var flygtige, følsomme over for luft og fugtighed og giftige, udviklede Stock højvakuummetoder og apparater til undersøgelse af dem. Amerikansk arbejde med boranes begyndte i 1931, udført af Hermann I. Schlesinger og Anton B. Burg. Boranes forblev primært af akademisk interesse indtil Anden verdenskrig, hvor den amerikanske regering støttede forskning for at finde flygtige uranforbindelser (borohydrider) til isotopseparation, og i 1950'erne, da den støttede programmer til udvikling af højenergi-brændstoffer til raketter og jetfly. (Boranes og deres derivater har meget højere forbrændingsopvarmning end carbonhydridbrændstoffer.) William Nunn Lipscomb, Jr., modtog Nobelprisen for kemi fra 1976 “for sine studier på strukturen af boraner, der belyser problemer med kemisk binding”, mens en af Schlesingers studerende, Herbert Charles Brown, delte 1979-prisen for sin hydroborationsreaktion (1956), den bemærkelsesværdigt lette tilføjelse af BH3 (i form af BH 3 · S) til umættede organiske forbindelser (dvs. alkener og alkyner) i etheropløsningsmidler (S) ved stuetemperatur for at give organoboraner kvantitativt (det vil sige i en reaktion, der forløber helt eller næsten helt, til færdiggørelse). Hydroboreringsreaktionen åbnede igen nye måder at undersøge inden for stereospecifik organisk syntese.
De boraner, der blev fremstillet af Stock havde B generelle sammensætning n H n + 4 og B n H n + 6, men mere komplekse arter, både neutral og negativ (anionisk), er kendte. Borhydriderne er flere end dem fra noget andet element undtagen kulstof. Den enkleste isolerbare boran er B 2 H 6, diboran (6). (Det arabiske tal i parenteser angiver antallet af hydrogenatomer.) Det er et af de mest omfattende studerede og mest syntetisk nyttige kemiske mellemprodukter. Det er kommercielt tilgængeligt, og i mange år blev mange boraner og deres derivater fremstillet ud fra det, enten direkte eller indirekte. Fri BH 3 (og B 3 H 7) er meget ustabile, men de kan isoleres som stabile addukter (additionsprodukter) med Lewis-baser (elektrondonoratomer molekyler) -eg, BH 3 · N (CH 3) 3. Boraner kan være faste stoffer, væsker eller gasser; generelt øges deres smelte- og kogepunkter med stigende kompleksitet og molekylvægt.
Opbygning og limning af boraner
I stedet for at udstille de enkle kæde- og ringkonfigurationer af carbonforbindelser er boratomerne i de mere komplekse boraner placeret ved hjørnerne af polyhedroner, der enten kan betragtes som deltahedroner (polyhedroner med trekantede flader) eller deltahedrale fragmenter. At udvikle en forståelse af disse borklynger har gjort meget for at hjælpe kemikere med at rationalisere kemi fra andre uorganiske, organometalliske og overgangsmetalklyngeforbindelser.
Et af flere systemer af nomenklatur foreslået af International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) anvender karakteristiske strukturelle præfikser: (1) closo- (en korruption af “clovo”, fra latin clovis, der betyder “bur”), deltahedroner af n boratomer; (2) nido- (fra latin nidus, betyder ”rede”), nonclosed strukturer, hvor B n klynge optager n hjørner af en (n + 1) -cornered polyeder-dvs. en Closo-polyeder med en manglende toppunkt; (3) arachno- (græsk, der betyder "edderkoppens web"), klynger, der er endnu mere åbne, med boratomer, der optager n sammenhængende hjørner af en (n + 2) -hvirvet polyhedron - dvs. en closo-polyhedron med to manglende hjørner; (4) hypho- (græsk, der betyder "at væve" eller "et net"), de mest åbne klynger, med boratomer, der optager n hjørner af en (n + 3) -hvirvet, lukket poly-polyhedron; og (5) klado- (græsk, der betyder "gren"), n hjørner af en n + 4-toppunkt closo-polyhedron besat af n boratomer. Medlemmer af hypho- og klado-serien er i øjeblikket kun kendt som boranderivater. Forbindelse mellem to eller flere af disse polyhedrale boranklynger er indikeret med præfikset konjunkto- (latin, der betyder ”sammenføjes”). For eksempel conjuncto-B 10 H 16 frembringes ved at forbinde B 3 H 8 enheder fra to B 6 H 9 molekyler via en B-B-binding.
En af grundene til den store interesse for boraner er det faktum, at de besidder strukturer, der er forskellige fra enhver anden klasse af forbindelser. Fordi bindingen i boraner involverer multicenterbinding, hvor tre eller flere atomer deler et par bindingselektroner, kaldes boraner almindeligvis elektronmangelstoffer. Diborane (6) har følgende struktur:
Denne struktur involverer tre-center brobinding, hvor et elektronpar er delt mellem tre (snarere end to) atomer - to boratomer og et hydrogenatom. (Se kemisk binding: Avancerede aspekter ved kemisk binding: Boraner til en diskussion af den tre-centerbinding.) Borens evne til at danne sådanne bindinger ud over normale kovalente bindinger fører til dannelse af komplekse polyhedrale boraner.
