疊氮化硼
化合物
疊氮化硼是一種熱力學不穩定的化合物，由硼和氮組成，含氮量92.1 %。它是甲硼烷的三個氫原子都被疊氮基取代而成。這種具有自發爆炸性分解傾向的高能化合物於1954年由慕尼黑大學的Egon Wiberg和Horst Michaud首次報道。[1]
| 疊氮化硼 | |
|---|---|
| |
| 別名 | 疊氮甲硼烷 |
| 識別 | |
| CAS號 | 21884-15-1 
|
| PubChem | 101089385 |
| ChemSpider | 29329370 |
| SMILES |
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| InChI |
|
| InChIKey | UQZCOUGMLLHWNZ-UHFFFAOYSA-N |
| 性質 | |
| 化學式 | B(N3)3 |
| 莫耳質量 | 136.87 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 無色晶體 |
| 溶解性（水） | 反應 |
| 溶解性 | 可溶於乙醚 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
製備
疊氮化硼可以由乙硼烷和疊氮酸的乙醚溶液在−20 °C至−10 °C下反應而成。這個反應會產生中間體BH2N3和BH(N3)2。[1]
- B2H6 + 6 HN3 → 2 B(N3)3 + 6 H2
它也可以通過在高度真空下將三溴化硼蒸氣通過固體疊氮化銀來獲得。[2]
- BBr3 + 3 AgN3 → B(N3)3 + 3 AgBr
- BCl3 + 3 HN3 → B(N3)3 + 3 HCl
性質
疊氮化硼是一種無色晶體，低溫下才穩定。在 −35 °C以上時，它會發生爆炸性分解。[1]在氣態下，生成的疊氮化硼在室溫下的 60分鐘內分解，產生 BN3 和BN並放出大量氮氣。這些反應也可以通過在約 230 nm 的紫外線引發。[3][4][5]
- B(N3)3 → BN3 + 3 N2
- B(N3)3 → BN + 4 N2
- 2 B(N3)3 + 3 H2O → 6 HN3 + B2O3
疊氮化硼可以和金屬疊氮化物（如：疊氮化鈉和疊氮化鋰）反應，形成四疊氮合硼酸鹽。[1][6]
- B(N3)3 + NaN3 → NaB(N3)4
- B(N3)3 + LiN3 → LiB(N3)4
對應的四疊氮合硼酸HB(N3)4可以在−60 °C下獲得。[1]
用處
由於疊氮化硼的穩定性低，它不適合用作高能材料。不過，四疊氮合硼酸鹽和疊氮化硼與鹼（如喹啉、吡嗪和2,2,6,6-四甲基哌啶）的加合物在這一方面有潛在應用。[7]它的氣相分解也被用於氮化硼表面塗層的研究。[3]
參考資料
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Wiberg, Egon; Michaud, Horst. Notizen: Zur Kenntnis eines Bortriazids B(N3)3. Zeitschrift für Naturforschung B. 1954-07-01, 9 (7): 497–499. ISSN 1865-7117. doi:10.1515/znb-1954-0715.
- ^ Liu, Fengyi; Zeng, Xiaoqing; Zhang, Jianping; Meng, Lingpeng; Zheng, Shijun; Ge, Maofa; Wang, Dianxun; Kam Wah Mok, Daniel; Chau, Foo-tim. A simple method to generate B(N3)3. Chemical Physics Letters. 2006, 419 (1–3): 213–216 [2021-07-10]. doi:10.1016/j.cplett.2005.11.082. （原始內容存檔於2018-07-02） （英語）.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Mulinax, R. L.; Okin, G. S.; Coombe, R. D. Gas Phase Synthesis, Structure, and Dissociation of Boron Triazide. The Journal of Physical Chemistry. 1995, 99 (17): 6294–6300. ISSN 0022-3654. doi:10.1021/j100017a007 （英語）.
- ^ 4.0 4.1 Al-Jihad, Ismail A.; Liu, Bing; Linnen, Christopher J.; Gilbert, Julanna V. Generation of NNBN via Photolysis of B(N 3 ) 3 in Low-Temperature Argon Matrices: IR Spectra and ab Initio Calculations. The Journal of Physical Chemistry A. 1998, 102 (31): 6220–6226 [2021-07-10]. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/jp9812684. （原始內容存檔於2021-07-12） （英語）.
- ^ Travers, Michael J.; Gilbert, Julanna V. UV Absorption Spectra of Intermediates Generated via Photolysis of B(N 3 ) 3 , BCl(N 3 ) 2 , and BCl 2 (N 3 ) in Low-Temperature Argon Matrices †. The Journal of Physical Chemistry A. 2000, 104 (16): 3780–3785 [2021-07-10]. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/jp993939j. （原始內容存檔於2021-07-12） （英語）.
- ^ Wiberg, Egon; Michaud, Horst. Notizen: Zur Kenntnis eines ätherlöslichen Lithiumborazids LiB(N3)4. Zeitschrift für Naturforschung B. 1954-07-01, 9 (7): 499. ISSN 1865-7117. doi:10.1515/znb-1954-0716.
- ^ Fraenk, Wolfgang; Habereder, Tassilo; Hammerl, Anton; Klapötke, Thomas M.; Krumm, Burkhard; Mayer, Peter; Nöth, Heinrich; Warchhold, Marcus. Highly Energetic Tetraazidoborate Anion and Boron Triazide Adducts †. Inorganic Chemistry. 2001, 40 (6): 1334–1340 [2021-07-10]. ISSN 0020-1669. PMID 11300838. doi:10.1021/ic001119b. （原始內容存檔於2021-07-11） （英語）.
擴展閱讀
- Fraenk, W.; Klapötke, T. M. Recent Developments in the Chemistry of Covalent Main Group Azides.. Meyer, G.; Naumann, D.; Wesemann, L. (編). Inorganic Chemistry Highlights. Wiley-VCH Verlag. 2002: 259–265. ISBN 3-527-30265-4.