Трихлорид бора — неорганическое соединение формулы BCl 3 . Этот бесцветный газ является реагентом в органическом синтезе . Он очень реактивен по отношению к воде.
Бор реагирует с галогенами с образованием соответствующих тригалогенидов. Однако трихлорид бора производится в промышленных масштабах путем прямого хлорирования оксида бора и углерода при 501 °C.
Карботермическая реакция аналогична процессу Кролла конверсии диоксида титана в тетрахлорид титана. В лаборатории BF 3 реагирует с AlCl 3 и дает BCl 3 путем галогенного обмена. [3] BCl 3 представляет собой тригональную плоскую молекулу, как и другие тригалогениды бора, и имеет длину связи 175 мкм.
Было предложено объяснить короткое расстояние B-Cl некой степенью π-связи, хотя относительно ее размера ведутся некоторые споры. [3] Он не димеризуется, хотя ЯМР-исследования смесей тригалогенидов бора показывают наличие смешанных галогенидов. Отсутствие димеризации контрастирует с тенденцией AlCl 3 и GaCl 3 , которые образуют димеры или полимеры с 4 или 6 координационными металлоцентрами.
BCl 3 легко гидролизуется с образованием соляной и борной кислот :
Спирты ведут себя аналогично, давая сложные эфиры борной кислоты, например триметилборат .
Являясь сильной кислотой Льюиса , BCl 3 образует аддукты с третичными аминами , фосфинами , простыми эфирами , тиоэфирами и галогенид -ионами. [4] Образование аддукта часто сопровождается увеличением длины связи B-Cl. BCl 3 •S(CH 3 ) 2 (CAS# 5523-19-3) часто используется в качестве удобного источника BCl 3 , поскольку это твердое вещество (т.пл. 88-90 °C) выделяет BCl 3 :
Известны также смешанные арил- и алкилхлориды бора. Дихлорид фенилбора коммерчески доступен. Такие соединения можно получить реакцией перераспределения BCl 3 с оловоорганическими реагентами:
Восстановление BCl 3 до элементарного бора осуществляется в промышленных масштабах в лаборатории, когда трихлорид бора можно превратить в тетрахлорид дибора путем нагревания с металлической медью: [5]
B 4 Cl 4 также можно получить таким способом. Бесцветный тетрахлорид дибора (т.пл. -93 °C) представляет собой плоскую молекулу в твердом веществе (похожую на четырехокись азота , но в газовой фазе структура имеет шахматную структуру. [3] Он разлагается (диспропорционируется) при комнатной температуре с образованием ряда монохлориды общей формулы (BCl) n , в которой n может составлять 8, 9, 10 или 11.
Известно , что соединения формул B 8 Cl 8 и B 9 Cl 9 содержат замкнутые каркасы из атомов бора.
Трихлорид бора является исходным материалом для производства элементарного бора. Он также используется при рафинировании сплавов алюминия , магния , цинка и меди для удаления нитридов , карбидов и оксидов из расплавленного металла. Его использовали в качестве флюса для пайки сплавов алюминия, железа , цинка , вольфрама и монеля . Алюминиевые отливки можно усовершенствовать обработкой расплава парами трихлорида бора. При производстве электрических резисторов однородную и прочную клейкую углеродную пленку можно нанести на керамическую основу с помощью BCl 3 . Он использовался в области высокоэнергетического топлива и ракетного топлива в качестве источника бора для повышения значения БТЕ. BCl 3 также используется при плазменном травлении в производстве полупроводников . Этот газ травит оксиды металлов путем образования летучих соединений BOCl x и M x O y Cl z .
BCl 3 используется в качестве реагента при синтезе органических соединений. Как и соответствующий бромид, он расщепляет связи CO в простых эфирах . [1] [6]
BCl 3 — агрессивный реагент, способный образовывать хлористый водород под воздействием влаги или спиртов . Аддукт диметилсульфида (BCl 3 SMe 2 ), который представляет собой твердое вещество, гораздо безопаснее использовать, [7] , если это возможно, но H 2 O разрушит часть BCl 3 , оставив диметилсульфид в растворе.