Оксид бора — вещество белого цвета, с низкой температурой плавления, может быть аморфным или кристаллическим, гигроскопичен, типичный кислотный оксид.
Оксид бора можно получить либо непосредственным взаимодействием бора с кислородом (при 600°С), либо обезвоживанием борной кислоты:
Аморфный оксид бора реагирует с водой с образованием борной (орто- борной) кислоты, с растворами щелочей, концентрированной фтороводородной кислотой, восстанавливается металлами:
Борные кислоты и соли борных кислот
Ортоборная кислота Н3В03 — бесцветное кристаллическое вещество, без запаха, растворима в горячей воде, проявляет очень слабые кислотные свойства (рКя = 9,24). Ее кислотные свойства обусловлены не отщеплением протона, а присоединением гидроксильного иона:
Присоединение иона ОН” происходит за счет электронной пары кислорода и свободной /?-орбитали бора. Образующиеся [В(ОН)4] могут конденсироваться в растворе в одну частицу, например тетраборат ион В407 .
Борная кислота легко вытесняется из растворов солей большинством других кислот. Соли ее, называемые боратами, обычно производятся от различных полиборных кислот, чаще всего — тетраборной Н2В407.
Химические свойства заключаются в следующем.
1. При нагревании происходит переход ортоборной кислоты в метабор- ную, затем в тетраборную и, наконец, в борный ангидрид:
2. Борная кислота реагирует со щелочами с образованием тетраборатов, выделяющихся из раствора в виде кристаллогидратов:
Бура — Ыа2В^07- 10Н2О — подвергается в водном растворе гидролизу:
В полученном растворе имеют место следующие равновесия:
Избытком щелочи тетрабораты могут быть переведены в метабораты:
3. При взаимодействии тетраборатов с кислотами выделяется борная кислота:
4. При нагревании борная кислота растворяет оксиды металлов:
5. Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты борная кислота образует эфиры:
При поджигании эфир горит ярко-зеленым пламенем. Это позволяет использовать данную реакцию как качественную на кислоту и ее соли.
Бороводороды
Бораны являются необычным классом соединений бора. Простейший из них — диборан В2Н6 — является исходным веществом для синтеза всех остальных бора- нов. Его получают восстановлением соединений бора гидридом натрия при нагревании (175°С):
В молекуле нет непосредственной химической связи между атомами бора, а возникают две трехцентровые связи.
В сложных бороводородах (В4Н10, В5Н9, В6Н10) имеются как трехцентровые связи, так и связи непосредственно между атомами бора.
Бораны ядовиты, обладают неприятным запахом, хорошо растворяются в органических растворителях. Диборан В2Н6 — газ, пентаборан В5Н9 - жидкость, декаборан В10ПИ — твердое вещество.
Химические свойства заключаются в следующем.
1. Бороводороды гидролизуются с выделением водорода:
2. Образуют устойчивые комплексные соединения с гидридами щелочных металлов:
Полученные тетрагидробораты применяются в органической химии в качестве восстановителей.
