Octaborano-12

Octaborano(12)
Nomes
Outros nomes Octahidreto de octaboro
nido-octaborano
Identificadores
Número CAS 17702-74-0
PubChem 168392
Propriedades
Fórmula química B8H12
Massa molar ~97,37 g·mol−1
Aparência Sólido cristalino incolor ou levemente amarelado
Densidade 0,83 g·cm−3
Ponto de fusão ~ 95°C
Ponto de ebulição ~ 152-155°C (com decomposição)
Solubilidade em água Reage lentamente com água
Solubilidade Solúvel em éter, benzeno, tolueno, hexano, THF.
Riscos associados
Principais riscos
associados 		Inflamável, pirofórico, tóxico por inalação
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão.
Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

Octaborano(12) é um composto químico neutro pertencente à classe dos boranos, com a fórmula molecular B8H12. É um dos membros mais estudados da série de clusters de boro e hidrogênio, notável por sua estabilidade relativa em comparação a outros boranos neutros de tamanhos semelhantes.

Estrutura e ligação

Estrutura molecular de uma das formas canônicas de ressonância do octaborano-12. As ligações 3c-2e nesta imagem são representadas usando a Notação de meia-seta de Parkin.

O octaborano(12) cristaliza como um sólido incolor e adota uma estrutura que pode ser descrita como um cluster do tipo nido, de acordo com as regras de contagem eletrônica de Wade–Mingos.[1]

O cluster apresenta uma forma de "tigela", com uma geometria que pode ser derivada conceitualmente de um poliedro closo B9H92- ao remover um vértice, resultando em uma estrutura aberta do tipo nido. Como todo borano, é um composto deficiente de elétrons, de forma que as ligações B-B no esqueleto do poliedro, não podem ser explicadas puramente como ligações covalentes convencionais, mas como um híbrido de ressonância envolvendo ligações comuns e ligações tricentradas com dois elétrons deslocalizadas por toda a estrutura. As pontes B-H-B também envolvem ligações do tipo tricentrada, enquanto as ligações B–H terminais são ligações covalentes normais.

Propriedades

O octaborano-12 é um sólido cristalino amarelado estável em condições ambientes, embora sensível à umidade e ao ar quando pulverizado. É solúvel em solventes orgânicos apolares, tais como éter, hexano e benzeno. Queima ao ar com uma chama verde brilhante característica dos compostos de boro, e sofre hidrólise em contato com a água formando ácido bórico e hidrogênio, mais rapidamente a quente. Diferente de boranos menores tais como diborano, tetraborano e pentaboranos, ele não inflama espontaneamente ao ar (embora ainda seja altamente inflamável) ou se hidrolisa rapidamente em água; é mais estável do que os respectivos boranos inferiores, mas menos que o decaborano-14. O octaborano-12 possui volatilidade moderada e pode sublimar sob vácuo. A decomposição térmica geralmente leva à formação de boranos menores e, em condições mais severas, à deposição de boro elementar.[2]

História da descoberta

O octaborano(12) foi primeiramente isolado e caracterizado em 1964 por Enrione, Boer e Lipscomb. Eles obtiveram cristais puros deste composto a partir de descargas elétricas em uma mistura de diborano (B2H6) e pentaborano (B5H9), e confirmaram sua composição e estrutura por difração de raios X de um cristal único mantido a baixas temperaturas.[3]

Síntese

O B8H12 pode ser obtido por pirólise ou fotólise de decaborano (B10H14), em processos nos quais há perda de fragmentos BH2 ou H2 e reestruturação do cluster.[4]

O octaborano(12) pode ser preparado pela pirolise de boranos menores:

Uma rota clássica envolve a decomposição térmica de pentaborano-11 ou hexaborano-10, que liberam hidrogênio e formam clusters maiores como B₈H₁₂.[5]

Outra rota envolve a desproporcionação de boranos em presença de catalisadores de metais de transição.

Aplicações

Embora não possua aplicações tecnológicas de grande escala, o octaborano(12) é importante em pesquisa de química inorgânica e organometálica. Seu estudo fornece informações sobre:

  • os princípios de ligação em sistemas de cluster;
  • mecanismos de conversão entre boranos de diferentes tamanhos;
  • potenciais aplicações como precursores em deposição química de vapor (CVD) para obtenção de filmes de boro.

Segurança

O octaborano(12) é altamente tóxico e piroforicamente inflamável quando em pó. Apresenta um odor desagradável característico de boranos, mofado, intensamente amargo e reminiscente de chocolate amargo. Como muitos boranos, é altamente tóxico, agindo como neurotoxina.[6] Deve ser manipulado em sistemas fechados sob atmosfera inerte, preferencialmente de nitrogênio ou argônio. Em contato com ar, pode inflamar-se facilmente, liberando óxidos de boro e fumaça irritante. Pode explodir violentamente na presença de agentes oxidantes (como ácido nítrico, halogênios etc) ou mesmo de compostos como tetracloreto de carbono, clorofórmio e outros halocarbonos.

Ver também

Referências

  1. ↑ Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2012). Inorganic Chemistry 4ª ed. Harlow: Pearson. ISBN 978-0-273-74275-3 
  2. ↑ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements 2ª ed. Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3365-9 
  3. ↑ . "Preparation, Isolation and Structure of B₈H₁₂" .
  4. ↑ . "Polyhedral Boranes" DOI 10.1021/ja00876a043..
  5. ↑ https://ntrl.ntis.gov/NTRL/dashboard/searchResults/titleDetail/AD447710.xhtml
  6. ↑ https://pubs.acs.org/doi/10.1021/op068011l
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