Decaborano

Decaborano
Struttura tridimensionale del decaborano
Nome IUPAC
decaborano(14)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	B10H14
Massa molecolare (u)	122,22
Aspetto	cristalli bianchi
Numero CAS	17702-41-9
Numero EINECS	241-711-8
PubChem	6328162
SMILES	[H]1[BH]234[BH]156[BH]278[BH]39([H]4)[BH]712[BH]853[BH]645[BH]311[BH]922[BH]14([H]5)[H]2 e [BH3]1[BH]23[BH]45[BH]26[BH]37[BH]18[BH]79[BH]64[BH]89[BH3]5
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	0,94
Temperatura di fusione	100 °C (373 K)
Temperatura di ebollizione	486 (213 °C)
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)	64 (orale, ratto)
Indicazioni di sicurezza
Punto di fiamma	353 (80 °C)
TLV (ppm)	0,05
Simboli di rischio chimico
Frasi R	11, 24/25, 26
Frasi S	9, 28, 36/37/39, 45

Il decaborano è il borano con formula B₁₀H₁₄. In condizioni standard è un solido cristallino bianco. È uno dei principali idruri cluster del boro, importante per la sua struttura e come precursore di altri idruri di boro.

Nomenclatura

Nella nomenclatura IUPAC dei borani, B₁₀H₁₄ si chiama decaborano(14), dato che il numero di atomi di boro si indica con il prefisso, e il numero di idrogeni si indica tra parentesi in numeri romani.

Proprietà fisiche

B₁₀H₁₄ è un solido cristallino bianco, diamagnetico, con il caratteristico odore forte, tipico dei borani, descritto a volte come di muffa o amaro, simile al cioccolato. Le sue caratteristiche fisiche assomigliano a quelle di composti organici come naftalene e antracene, nel senso che può essere sublimato sotto vuoto a temperatura moderata. Il più comune metodo di purificazione è la sublimazione. Come i composti organici è molto infiammabile, e brucia con una fiamma verde, come altri idruri del boro. In aria umida è stabile, ma si idrolizza in acqua bollente, liberando idrogeno e formando una soluzione di acido borico. È solubile in acqua fredda e in vari solventi apolari o moderatamente polari.

Struttura

In B₁₀H₁₄ i dieci atomi di boro sono legati tra loro e formano una struttura che assomiglia ad un ottadecaedro (solido con diciotto facce) incompleto. Ogni atomo di boro ha un idrogeno "radiale", e i quattro atomi di boro vicini all'apertura del cluster hanno anche gli altri quattro idrogeni legati a ponte. Nella terminologia della chimica dei cluster, questa struttura è detta "nido".

Sintesi

Il B₁₀H₁₄ è di solito sintetizzato per pirolisi di cluster idruri di boro più piccoli. Ad esempio, si ottiene decaborano per riscaldamento di B₂H₆ o B₅H₉, con eliminazione di idrogeno.

Reattività

B₁₀H₁₄ è un solido stabile all'aria, ma facilmente infiammabile. Può dar luogo a vari tipi di reazioni.

B₁₀H₁₄ reagisce con basi di Lewis come CH₃CN e Me₂S, per dare derivati di formula B₁₀H₁₂•2L.

B₁₀H₁₄ + 2L → B₁₀H₁₂L₂ + H₂

Queste specie, classificate come cluster "aracno", reagiscono a loro volta con acetilene per formare orto-carborani con struttura "closo":

B₁₀H₁₂•2L + C₂H₂ → C₂B₁₀H₁₂ + 2L + H₂

B₁₀H₁₄ è un acido di Brønsted debole. Perdendo un protone si forma l'anione [B₁₀H₁₃]^–, anch'esso con struttura "nido". In condizioni più drastiche si può rimuovere un secondo protone formando la specie [B₁₀H₁₂]^2– che può agire da legante bidentato, come ad esempio in [Zn(B₁₀H₁₂)]^2–.

B₁₀H₁₄ può essere ridotto con metalli alcalini per formare l'anione [B₁₀H₁₄]^2–, con struttura "aracno" come i derivati B₁₀H₁₂•2L.

B₁₀H₁₄, se combinato con acido nitrico HNO3, reagisce in modo fortemente esplosivo dopo alcuni secondi dall'aggiunta di quest'ultimo.

Applicazioni

B₁₀H₁₄ è disponibile in commercio per scopi di ricerca. Non ha trovato applicazioni a livello industriale, anche se è stato studiato in vista di molteplici impieghi, ad esempio come possibile additivo per propellenti per razzi.

Sicurezza

Come tutti i borani, anche B₁₀H₁₄ è facilmente infiammabile, ed è molto tossico per inalazione, ingestione e per contatto con la pelle. Non ci sono dati sulle eventuali proprietà cancerogene.

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