МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное презентация

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» МИТХТ им. М.В.Ломоносова кафедра химии и технологии элементоорганических соединений имени Андрианова К.А.

Физические свойства Бор расположен во втором периоде, значит, он имеет две оболочки, одна из которых внешняя, содержащая валентные электроны. Атом бора имеет положительно заряженное ядро (+5), в котором имеется 5 протонов и 5 нейтронов (разница между атомным весом и порядковым номером). По орбитам вокруг ядра движутся 5 электронов. Чистый кристаллический Бор имеет плотность 2,3 г/см3, температуру плавления 2030°С, температуру кипения 3860°С; твердость Бора по минералогической шкале 9, микротвердость 34 Гн/м2 (3400 кгс/мм2). Кристаллический Бор - полупроводник. В обычных условиях он проводит электрический ток плохо. При нагревании до 800°С электрическая проводимость Бора увеличивается на несколько порядков.

Химические свойства Химически Бор при обычных условиях довольно инертен. С повышением температуры активность Бора возрастает, и он соединяется с кислородом, серой, галогенами.

Химические свойства 1. Взаимодействие с фтором 2В + 3F2 = 2BF3 2. Взаимодействие с кислородом при 750 °С 4В + 3О2 = 2В2О3. 3. Взаимодействие с другими неметаллами при температуре выше 1200°С 2В + 3Cl2 = 2BCl3, 2B + N2 = 2BN. 4. Восстановительные свойства (при сильном нагревании реагирует с устойчивыми оксидами) 3SiO2 + 4B = 3Si + 2B2O3. 5. Взаимодействие с кислотами (аморфный бор окисляется горячими концентрированными растворами азотной, серной кислот и царской водкой) B + 3HNO3 = H3BO3 + 3NO2. 6. Взаимодействие со щелочами 4B + 4NaOH + 3O2 = 4NaBO2 + 2H2O.

Основные классы соединений бора Бороводороды и борорганические соединения— соединения бора, углерода и некоторых других элементов. Такими элементами могут быть водород, галогены, сера, азот и тд. Из ряда этих соединений можно выделить конкретных представителей, таких как: Тетраборан Пентаборан Борная кислота Карбораны

Тетраборан Получение: Химические свойства: 3. 4. 5.

Пентаборан Пентаборан - химическое соединение, которое рассматривалось военными 1950-х годов в США и СССР, в качестве перспективного ракетного/самолетного топлива, называемого также «экзотическим горючим». Молекула состоит из пяти атомов бора и девяти атомов водорода (B5H9) и является одним из бороводородов. В обычных условиях имеет вид бесцветной жидкости с едким чесночно-ацетонным запахом, которая экзотермично реагирует с водой при температуре выше 30 °C и в виде образовавшихся паров — с воздухом. Точка замерзания составляет −46,8 °C, кипения 60,1 °C, молярная масса 63,13 г/моль и обладает низкой плотностью 0,618 г/мл. Из-за того, что пламя борных соединений имеет характерный зелёный цвет, в США пентаборан имеет неформальное имя «Зеленый дракон»

Борная кислота Получение: 1. 2. Свойства: 1. 2. 3. Применение: борное удобрение, в медицине, фотографии, пищевой промышленности, ювелирном деле, литейном производстве, в производстве керамики и тд.

Получение: Получение: 1. Реакция Франклада, 1859 год. 2. Гидроборирование.

Полимерные соединения данного класса имеют вид: Полимерные соединения данного класса имеют вид:

Реакция алкил- или арилацетоксисиланов с бутиловым эфиром борной кислоты: Реакция алкил- или арилацетоксисиланов с бутиловым эфиром борной кислоты:

Гибридные покрытия Гибридные покрытия Безгалогенные антипирены Прекурсоры для керамики и высокотемпературные клеи Модифицирование жидких каучуков

Карборановая система С2В10Н12

Получение

Химические свойства

Химические свойства

Химические свойства

Силоксансодержащие карбораны Свойства Повышенная термостойкость Лучше химическая и радиационная стойкость Сохраняется эластичность силоксановых полимеров

Типичные методы получения поликарбораносилоксанов

Термогравиметрический анализ

Новый метод синтеза поликарбораносилоксанов на основе реакции Гриньяра Выход 87 %

Практическое использование производных бора Борная кислота H3BO3

Практическое использование производных бора Борорганические соединения: количественное определение ОН-групп, а так же их «защиту» в спиртах, фенолах, диолах, полиолах, сахарах; синтез углеводородов и функциональных органических соединений методом деборирования: получение спиртов как алифатического, так и ароматического ряда:

Практическое использование производных бора Борорганические соединения: катализаторы и сокатализаторы полимеризации непредельных углеводородов; применяются в координационно-радикальной полимеризации виниловых мономеров: реагенты в химическом анализе для определения и выделения ионов щелочных металлов и аммония; используются для определения, идентификации и характеристики природных красителей и выделения антибиотиков.

Практическое использование производных бора Бораны и их органических производные применяют в качестве энергетических добавок и компонентов горючего смесевых ракетных твердых топлив. Карборан и его производные помимо применения в качестве добавок к твердым ракетным топливам, используют для получения термостойких полимерных материалов и клеевых композиций, при формировании боруглеродных материалов для солнечных батарей, для создания препаратов, используемых при нейтронозахватной терапии при лечении злокачественных опухолей.

Практическое использование производных бора Бор-нейтронозахватная терапия Принцип воздействия на раковые клетки методом бор-нейтроно­захватной терапии достаточно прост. При ударе нейтрона об атом бора-10 нестабильный продукт их слияния моментально распадается на два осколка, разлетающихся с огромной скоростью. Их кинетическая энергия не настолько велика, чтобы они могли покинуть клетку, однако до своей полной остановки они причиняют клетке повреждения, приводящие к ее гибели.

Практическое использование производных бора

Практическое использование производных бора устойчивы к окислению, образуют покрытия на металлах с прочностью до 20 Н/м2 обладают высоким инициирующим действием при полимеризации виниловых мономеров в растворе

Практическое использование производных бора в качестве жидких фаз в газовой хроматографии для разделения кремнийорганических и органических веществ при 20-450 °С; в качестве антиокислительных покрытий и покрытий для проводов и других изделий, способных выдерживать температуру ∼300 °С;