Boro y sus compuestos

Bibliografa recomendada: Housecroft, C.E. y Sharpe, A.G., Inorganic Chemistry, 2 ed, Pearson High

Education. Harlow 2005. Traducida: Qumica Inorgnica 2 ed. Pearson-Prentice Hall, Madrid 2006.

Greenwood, N.N. y Earnshaw, A., Chemistry of the Elements, 2 ed. Butterworth Heinemann, Oxford 1998.

Shriver, D.F. y Atkins, P.W., Inorganic Chemistry, 3rd Ed, Oxford University Press, Oxford 1999.

Atkins, P., Overton, T., Rourke, J., Weller, M., Armstrong, F., Qumica Inorgnica, 4 ed, McGraw-Hill Interamericana. Mxico 2008.

Gutirrez Ros, E., Qumica Inorgnica, Editorial Revert. Barcelona 1985.

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Introduccin

El boro es un elemento de caractersticas nicas. Como iremos viendo a lo largo del tema, posee propiedades que lo sitan en el lmite entre los metales y los no metales: es un semiconductor y no un conductor metlico.

Qumicamente se le debe clasificar como un no-metal.

En el sistema peridico, dentro de su grupo es el nico no-metal, lo cual hace que se establezcan diferencias con los restantes elementos del grupo: Al, Ga, In y Tl.

Al mismo tiempo, el boro en su qumica muestra muchas analogas con la qumica del carbono y ms fundamentalmente con la del silicio.

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Propiedades fsicas y estado natural El boro se encuentra en la naturaleza con una abundancia de 3 ppm, formando

compuestos como:

TURMALINA, que es un aluminosilicato con un contenido en boro del 10 %, o

Boratos, como el BRAX, Na2B4O7 10 H2O, y la KERNITA Na2B4O7 4 H2O.

Presenta dos istopos estables: 10B (I = 3) y 11B (I = 3/2) con una proporcin isotpica de 19,1 y 80,9 % respectivamente.

Tiene una configuracin electrnica, en la capa de valencia, igual a 2s22p1.

Sus propiedades fsicas son difciles de determinar como consecuencia de su polimorfismo y de la dificultad de obtenerlo puro.

El boro -rombodrico se caracteriza por tener las siguientes propiedades:

Punto de fusin = 2180 C

Punto de ebullicin = 3650

Hsublimacin = 570 kJ mol-1

Conductividad elctrica a temperatura ambiente = 1.5 x 10-6 ohm-1cm-1 3

Alotropa 1 Formas alotrpicas del boro El boro presenta numerosas formas alotrpicas teniendo, la mayora de

ellas, como elemento estructural comn un icosaedro regular. Las formas alotrpicas difieren en la ordenacin de los icosaedros en la

estructura cristalina, pudiendo realizarse esta de dos formas diferentes: 1. Unin de dos icosaedros por dos vrtices, mediante enlaces covalentes

normales B-B. 2. Unin de tres icosaedros mediante tres vrtices por un enlace de tres centros

por dos electrones.

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Alotropa 2 Los tomos de boro de los icosaedros estn unidos mediante enlaces

deslocalizados en el conjunto del poliedro que, de forma simplificada, se pueden referir a la deslocalizacin en caras, de tal forma que las aristas del icosaedro tienen significado geomtrico pero no representan enlaces entre los tomos que ocupan los vrtices del icosaedro.

La distancia B-B = 180 pm es mayor que la longitud de un enlace simple (162 pm). Cada boro emplea tres electrones para la unin con 6 7 tomos contiguos, consecuentemente el orden de enlace es menor de la unidad, lo que justifica la distancia encontrada.

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Alotropa 3

1. Boro tetragonal (T-50): consta de 50 tomos de boro por celdilla elemental, que son 4 unidades icosadricas unidas entre s por algunos enlace B-B, y de dos boros elementales que actan uniendo los icosaedros tetradricamente.

Tiene una densidad de 2,31 g cm-3 y se obtiene reduciendo el BBr3 con H2 a temperatura mayor de 1200 C o por descomposicin trmica del haluro sobre Ta o W a 1300 C.

Las principales formas de asociarse los icosaedros en el boro cristalino son:

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Alotropa 4

2. Boro rombodrico (R-12): Son lminas de icosaedros unidas paralelamente. La unin dentro de las lminas es por enlaces de tres centros, mientras que la unin entre las lminas es por enlaces de dos centros.

Es el altropo ms denso, tiene una densidad de 2,46 g cm-3 y se obtiene por descomposicin de BI3 sobre una superficie de Ta calentada a 800 - 1100 C, tiene color rojo claro.

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Alotropa 5

3. Boro rombodrico (R-105): Est constituido por doce icosaedros B12 ordenados en forma icosadrica en torno a una unidad central B12, es decir B12(B12)12.

Tiene una densidad de 2,35 g cm-3 y se obtiene cristalizando el boro fundido (P.F. = 2250 C) en atmsfera de helio.

Es el polimorfo ms estable termodinmicamente

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Obtencin Se obtiene a partir de sus compuestos: 1. Reduccin de trixido de boro por metales a alta temperatura: a/3 B2O3 + 2M 2a/3 B + M2Oa M = Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Al, Fe se obtiene boro de naturaleza amorfa y generalmente impurificado por boruros

metlicos. 2. Reduccin electroltica de boratos o tetrafluoroboratos fundidos: Electrolisis de

KBF4 mezclado con KCl / KF a 800 C. Es un proceso barato y da boro del 95 % de pureza. 3. Reduccin con hidrgeno de compuestos de boro voltiles, por ejemplo: BBr3 + 3/2 H2 B + 3 HBr Se obtiene boro de alta pureza (> 99,9 %). Su cristalinidad depende de la temperatura de trabajo:

a temperaturas menores de 1000 C se obtiene boro amorfo. a temperaturas entre 1000-1200 C se obtienen las formas y rombodricas. a temperatura superior a 1200 C se obtienen cristales tetragonales.

4. Descomposicin trmica de hidruros y haluros de boro Los boranos a temperaturas superiores a 900 C se descomponen a boro amorfo. La descomposicin trmica de BI3 conduce a boro cristalino, alfa rombodrico ,y se

obtiene descomponiendo el yoduro a 800-1000 C sobre tntalo.

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Reactividad 1 La qumica del boro esta afectada por los siguientes factores:

1. Su pequeo tamao.

2. Elevados potenciales de ionizacin: I1, I2 e I3 iguales a 800, 2426 y 3658 kJmol-1 respectivamente.

3. Un valor de la electronegatividad semejante a la del carbono e hidrgeno (2.0).

4. Un estado formal trivalente, de acuerdo con su configuracin electrnica (2s2 2p1).

5. Comportamiento del boro como aceptor de electrones (cido de Lewis) y formador de enlaces mltiples.

6. El pequeo tamao del boro y la facilidad de unirse consigo mismo, hace que se una con los elementos metlicos dando boruros metlicos de tipo aleacin intersticial.

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Reactividad 2

Los compuestos de boro se pueden dividir, en funcin de su enlace, estructura y reactividad, en cinco grupos:

Boruros metlicos con estequiometrias que van desde M5B hasta MB66.

Haluros de boro y sus aductos y derivados.

Hidruros de boro o boranos. En este grupo se pueden incluir los carboranos y los complejos polidricos metal-borano.

Oxocompuestos de boro, incluyendo poliboratos, borosilicatos, peroxoboratos, etc.

Compuestos con enlace B-N.

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Boruros metlicos 1 Se denominan boruros a los compuestos de boro con elementos menos electronegativos. Desde un punto de vista estequiomtrico se pueden dividir en dos grandes grupos: Boruros metlicos ricos en elemento metlico: se caracterizan por tener un

esqueleto de tomos metlicos formando prismas trigonales en cuyos centros, parcial o totalmente, se sitan los tomos de boro, los cuales, a medida que aumenta su contenido, van mostrando su tendencia a concatenarse. Estos boruros los forman fundamentalmente los elementos de transicin y se pueden clasificar en:

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Boruros metlicos 2 a. Boruros con tomos de boro aislados. b. Boruros con tomos de boro formando parejas. c. Boruros con cadenas en zig-zag de tomos de boro. d. Boruros con cadenas ramificadas de tomos de boro. e. Boruros con dobles cadenas de tomos de boro. f. Boruros con redes en dos dimensiones.

Los boruros ricos en metal son: extremadamente duros, qumicamente inertes, no voltiles, refractarios, tienen puntos de fusin superiores al de los elementos que lo forman, tienen conductividad elctrica superior a la del metal formador.

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Boruros metlicos 3

Boruros metlicos ricos en tomos de boro.

Las estructuras de los boruros ricos en boro, por ejemplo: MB4, MB6, MB10, MB12, MB66, estn determinadas por los enlaces entre tomos de boro y su estructura comprende una red tridimensional de tomos de boro y grupos en los que los tomos metlicos (fundamentalmente los elementos ms electropositivos como alcalinos, alcalinotrreos, del grupo del aluminio, lantnidos y actnidos) ocupan huecos especficos o posiciones vacantes.

Algunas de estas estructuras son excesivamente complicadas, por ejemplo: La celdilla unidad cubica del YB66 tiene un tamao ao = 2344 pm y contiene 1584 tomos de boro y 24 tomos de ytrio. La unidad bsica estructural es la unidad de 13 icosaedros con 156 tomos encontrada en el boro -rombodrico. Existen ocho molculas de este tipo (1248 tomos de boro) y los restantes tomos de boro (336) estn distribuidos estadsticamente en canales formados por el empaquetamiento de las unidades 13-icosadricas.

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Boruros metlicos 4

MB6 tienen estructura cbica tipo CsCl donde el halgeno est sustituido por unidades octadricas de 6 boros .

M puede ser:

MI: Na, K

MII: Ca, Sr, Ba, Eu, Yb

MIII: Y, Lns

MIV : Th

Otras estructuras son ms simples:

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Boruros metlicos 5

MB12 donde M es un metal electropositivo como Sc, Y, Zr, Lns y Acs, tienen estructura cbica centrada en las caras, tipo NaCl, donde 12 tomos de boro, formando un grupo cubo-octadrico, ocupan las posiciones de los cloruros en el NaCl.

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Preparacin de boruros metlicos

Como consecuencia de la elevada temperatura de trabajo y de su naturaleza no voltil, los boruros son difciles de preparar en estado puro y, adems, son difciles de purificar. Algunos mtodos de preparacin son: Combinacin directa de los elementos Cr + n B 1150 C CrBn Reduccin de BCl3 ( BX3) con un metal (en algunos casos hay que ayudar con H2) BCl3 + W + H2 1200 C WB + Cl2 + HCl Reduccin de xidos con carbn a temperaturas del orden de 2000 C V2O5 + B2O3 + 8 C 1500 C 2 VB + 8 CO Reduccin de xidos metlicos ( de M + B2O3) con carburo de boro Eu2O3 + 3 B4C 1600 C 2 EuB6 + 3 CO 7 Ti + B2O3 + 3 B4C 2000 C 7 TiB2 + 3 CO El carburo de boro B4C es muy utilizado como fuente de boro, por su reactividad. Se obtiene en cantidades de toneladas anuales (en USA mas de 50 toneladas) por reduccin directa de B2O3 con C a 1600 C, por sus aplicaciones como abrasivo (para pulimentar o moler), por su dureza y por la facilidad de formar fibras (chalecos antibala, raquetas de tenis, palos de golf, cuadros de bicicletas, aviones comerciales, lanzaderas de cohetes).

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Haluros de boro El boro forma un nmero relativamente elevado de haluros que corresponden a

estequiometrias: BX3 para X = F, Cl, Br y I. Son los ms estables y los ms estudiados B2X4 para X = F, Cl, Br y I subhaluros de estequiometrias: BnCln n = 4, 8-12 BnBrn n = 7-10 BnIn n = 9 Especies concatenadas conteniendo unidades BF2 de estequiometrias: B3F5 B4F6L B8F12 No se conocen compuestos simples con el tomo de boro en el estado de

oxidacin I, ya que, a pesar de que debe tener una elevada energa de promocin, el estado de oxidacin es III

No acta como monovalente ya que la energa de 3 enlaces covalentes, dado su pequeo tamao, es mucho mayor que la energa de promocin ms la debida a la formacin de un nico enlace.

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Trihaluros de boro 1 Los trihaluros de boro son compuestos conocidos desde hace muchos aos: BF3 fue preparado por primera vez por Gay-Lussac y Thenard en 1809. BCl3 fue preparado por primera vez por Berzelius en 1824. BBr3 fue preparado por primera vez por Poggiale en 1846. BI3 fu preparado por primera vez por Moissan en 1891. Son compuestos moleculares, monomricos, muy reactivos y voltiles. El BF3 y el BCl3 son gases igual que los halgenos que contienen, el BBr3 es lquido

y el BI3 es slido al igual que los halgenos Br2 y I2 respectivamente.

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Trihaluros de boro 2

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Trihaluros de boro 3

Los trihaluros de boro son buenos cidos de Lewis y reaccionan con bases dando aductos de composicin BX3L en los que el tomo de boro tiene su coordinacin mxima, 4, y presenta una hibridacin sp3. El orden de acidez es: BF3 < BCl3 < BBr3 < BI3 contrario al que cabe esperar de acuerdo con los valores de la electronegatividad de los halgenos, y se justifica como consecuencia de la retrodonacin de densidad electrnica desde los orbitales p ocupados de los halgenos al orbital p vacio del boro con la consiguiente disminucin del carcter positivo en el boro

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Trihaluros de boro 4 Obtencin A partir de xido de boro Agentes fluorantes: F2, BrF3, SF4 y HF (CaF2/H2SO4). Temperaturas moderadas. B2O3 + 3 (CaF2/H2SO4) 3 CaSO4 + 2 BF3 + 3 H2O Agente halogenantes: Cl2, Br2. Temperaturas altas y utilizando carbn B2O3 + 3 Br2 + 3 C 2 BBr3 + 3 CO T = 700 C Cambio de flor por otro halgeno Reactivos utilizados: AlX3 BF3 + AlI3 BI3 + AlF3(slido) elevada energa reticular del AlF3

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Boranos 1

HIDRUROS DE BORO

Desde 1912 a 1936, A. STOCK y sus colaboradores publicaron la preparacin y caracterizacin qumica de algunos hidruros de boro por hidrlisis cida de Mg3B2 en atmsfera de hidrgeno:

Mg3B2 + 6 HCl (10 %) 3 MgCl2 + B2H6, B4H10, B5H9, B5H11, B6H12, B10H14

Se conocen numerosos compuestos que contienen B e H, neutros o aninicos, con variadas estequiometras y se denominan boranos e hidroboratos respectivamente.

Adems, son muy numerosos los compuestos derivados de los boranos por:

sustitucin de tomos de H por halgeno, grupos OH, alquilo o arilo, etc

sustitucin de tomos de boro por C (carbaboranos), P (fosfinoboranos), S (sulfoboranos), etc.

sustitucin de tomos de boro por metales dando metaloboranos y metalocarbaboranos.

El borano ms simple es el diborano, B2H6, que posee dos tomos de hidrgeno puente.

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Boranos 2 Boranos neutros o aninicos que slamente contienen tomos de B y de H Se clasifican, atendiendo a sus caractersticas estequiomtricas y estructurales, en cinco grupos. La clasificacin est basada en que los boranos forman poliedros deltadricos cuyos vrtices estn ocupados por los tomos de boro de forma total (CLOSO). forman poliedros cuyos vrtices estn ocupados por los tomos de boro de forma parcial (NIDO, ARACNO, HIPHO). forman asociaciones de varios poliedros (CONJUNTO). Poliedros de caras triangulares (deltaedros)

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Boranos 3

CLOSOboranos: tienen completo el cluster polidrico cerrado por n tomos de boro (el nombre procede del griego clovo que significa caja) Aninicos: BnHn2- = (BH)n2- donde n = 6-12 nota: no se conocen CLOSOboranos neutros (BnHn+2) o BnHn.

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Boranos 4 NIDOboranos: Tienen estructura abierta. Los n tomos de boro ocupan los vrtices contiguos de un poliedro de n+1 vrtices. La estructura de los NIDOboranos se puede obtener a partir de la de los closoboranos eliminando uno de los vrtices ms coordinados. El nombre procede del latn nidus que significa nido. Neutros, BnHn+4 = (BH)nH4: B2H6, B5H9, B6H10, B10H14 Aninicos

BnHn+3- : B5H8-, B10H13-. BnHn+22- : B10H122-, B11H132-

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Boranos 5 ARACNOboranos: Tienen estructura ms abierta. Los n tomos de boro ocupan los vrtices contiguos de un poliedro de n+2 vrtices. La estructura de los ARACNOboranos se obtiene quitando el vrtice ms coordinado de la cara abierta del nidoborano. El nombre procede del griego arachne que significa tela de araa. Neutros

BnHn+6 = (BH)nH6: B4H10, B5H11, B6H12, B8H14, n-B9H15, i-B9H15 Aninicos

BnHn+5- : B2H7-, B3H8-, B5H10-, B9H14-, B10H15- BnHn+42- : B10H142-

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Boranos 6 HYPHOboranos: Tienen estructura ms abierta. Los tomos de B ocupan n vrtices de los n+3 vrtices del poliedro. El nombre procede del griego hyphe que significa una red. Neutros, BnHn+8 : B8H16 y B10H18 CONJUNTOboranos: La estructura de estos boranos es originada por la unin de dos o ms jaulas de los tipos anteriores. El nombre procede del latn conjuncto que significa unir juntos. Se conocen cinco tipos estructurales: Comparten un tomo de boro: B15H23 Formacin de un enlaces de dos centros B B: B8H18 Fusin de dos jaulas travs de dos tomos de B que constituyen una arista comn:

B13H19 , B14H18 , B16H20 Fusin de dos jaulas a travs de tres tomos de B que constituyen una cara comn. Fusiones de dos jaulas a travs de cuatro tomos de B en diversas configuraciones.

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Boranos 7 Nomenclatura: Hay varios criterios para denominar el abundante nmero de boranos: Criterio estequiomtrico: basado en el nmero de tomos de boro, hidrgeno y el

valor de la carga si la hay. Criterio estructural: adems considera el tipo de estructura al que pertenece el

compuesto concreto. Atendiendo al nmero de tomos de boro y de hidrgeno Boranos neutros: el nmero de tomos de boro se indica por un prefijo en latn y

el nmero de hidrgenos por un nmero arbigo entre parntesis. B5H9: pentaborano(9) B5H11: pentaborano(11) Boranos aninicos: se empieza nombrando el nmero de hidrgenos con un

prefijo latino seguido de la palabra "hidro". A continuacin se nombra el nmero de tomos de boro, tambin con un prefijo latino, seguido del trmino "borato". Por ltimo se especifica la carga con nmeros arbigos entre parntesis.

B5H8- : octahidropentaborato(1-) B10H102- : decahidrodecaborato(2-) Atendiendo a la clasificacin estructural Boranos neutros: se antepone la palabra CLOSO, NIDO, ARACNO, HYPHO o

CONJUNTO al trmino que indica el nmero de tomos de boro. B10H14 : NIDO-decaborano(14) B5H11 : ARACNO-pentaborano(11) Boranos aninicos: igual que los neutros, pero el trmino estructural va despus

de "hidro. B10H102- : decahidroCLOSOdecaborato(2-)

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Boranos 8

Propiedades de los boranos neutros Los boranos son incoloros y diamagnticos. Son gases (n = 2, 4) lquidos (n = 5, 6) o slido sublimables (n = 10).

Estabilidad trmica ms estables: B2H6, B5H9 y B10H14 intermedios: B4H10 y B6H10 poco estables: B5H11 y B6H12 estable pocas horas a 25 C

A temperaturas mayores de 400 C todos se descomponen en sus elementos: (BH)pHq p B + (p+q)/2 H2

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Boranos 9 Reactividad con oxgeno Los boranos son fcilmente inflamables. Las reacciones de combustin son muy

exotrmicas. Calentamiento a T > 400 C: (BH)pHq + 1/2(2p+q/2) O2 p/2 B2O3 + (p+q)/2 H2O As por ejemplo, el B2H6 tiene un alto calor de combustin por unidad de peso de

combustible que solo es superado por el H2, el BeH2 y el Be(BH4)2 B2H6 + 3 O2 B2O3 + 3 H2O Hidrlisis En general los hidruros de boro se hidrolizan segn: (BH)pHq + 3p H2O p H3BO3 + (2p+q/2) H2

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Boranos 10 El diborano (B2H6) es el borano mas sencillo que existe y tiene un valor de Gf0 positivo (+86,7 kJmol-1) por lo que no puede ser preparado directamente a partir de sus elementos. Se obtiene por mettesis de un haluro de boro con LiAlH4 o LiBH4 en ter y en ausencia de aire: 3 LiAlH4 + 4 BF3 2 B2H6 + 3 LiAlF4 Los boranos superiores se obtienen por pirlisis controlada del diborano en fase de vapor

Enlaces puente en el diborano suponiendo en los tomos de boro una hibridacin sp3

Dos OOHH de cada boro darn enlaces sigma con los tomos de hidrgeno terminales. Cada tomo de boro tiene dos orbitales hbridos equivalentes dirigidos hacia los tomos de hidrgeno puente. Los dos orbitales 1s de los dos tomos de hidrgeno puente son equivalentes El nmero de electrones es de 1 por cada tomo de boro (los otros dos electrones estn utilizados en la formacin de enlaces de dos centros con los hidrgenos terminales) y 1 por cada tomo de hidrgeno puente. Las combinaciones de los orbitales son: CLAS H con CLAS B de igual simetra dan: OM enlazante y

OM antienlazante. CLAS sobrantes son OM no enlazantes.

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Boranos 11 Cuando las bases son poco voluminosas y ms electronegativas que el H se favorece la ruptura asimtrica dando aductos inicos: NH3, CH3NH2, (CH3)2NH

B2H6 + 2 L [L2BH2]+[BH4]-

L = NH3, MeNH2, Me2NH, Me2SO...

Cuando las bases son ms electropositivas que el hidrgeno, o muy voluminosas, se favorece la ruptura simtrica dando lugar a aductos covalentes: (CH3)3N, (CH3)3P, CO

B2H6 + 2 L 2 LBH3 L = R3N, R3P, R3As, R2O, R2S, CO, PH3

Los tetrahidroboratos de Li+ y de Na+ son muy usados en Qumica Orgnica como reductores y fuente de H-

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Combinaciones oxigenadas 1

Es un xido no metlico, por tanto, cido. En estado lquido (P.F. = 450 0C) disuelve la mayora de los xidos metlicos dando vidrios de borato. Su principal aplicacin es en la industria del vidrio (borosilicato). Es muy higroscpico dando cidos orto y meta bricos. Qumicamente es muy estable, solo se reduce a boro con metales muy electropositivos. Con el F2 da BF3. Con amonaco da BN y agua: B2O3 + 2 NH3 2 BN + 3 H2O

xido de boro, B2O3 Es el producto final de la deshidratacin del cido brico. 2 B(OH)3 (s) B2O3(s) + 3 H2O (g) Su estructura cristalina menos densa est formada por grupos BO3 trigonales que se unen a travs de sus tomos de oxgeno, formando una estructura tridimensional.

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Combinaciones oxigenadas 2 cido Ortobrico, B(OH)3 La molcula es plana (sp2, C3h), en el cristal se unen las molculas por enlaces de hidrgeno asimtricos y las lminas por fuerzas de Van der Waals, por ello la distancia entre lminas contiguas es relativamente grande (318 pm). Los cristales son hexagonales, forman escamas blancas, traslcidas, suaves al tacto. Poco soluble en agua, aumenta mucho con la temperatura. Es un cido monobsico muy dbil y, en disolucin acuosa, acta exclusivamente aceptando un in hidrxido en vez de donar protones: B(OH)3 + 2 H2O H3O+ + [B(OH)4]- pK = 9,25

En las disoluciones diluidas de cido brico hay una mezcla de molculas B(OH)3 y aniones [B(OH)4]- en equilibrio con H3O +. Por deshidratacin del cido brico se obtienen cidos metabricos. Obtencin El procedimiento general es tratar brax con H2SO4 o HCl: Na2B4O5(OH)48H2O + 2 HCl 4 B(OH)3 + 2 NaCl + 5 H2O Tambin puede obtenerse por hidrlisis del tricloruro de boro: BCl3 + 3 H2O B(OH)3 + 3 HCl

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Combinaciones oxigenadas 3 Boratos Existen muchos de estos compuestos en la naturaleza, minerales generalmente hidratados (el boro solo existe en la naturaleza como compuestos boro-oxgeno), en ellos los aniones son polmeros cclicos formados por la unin de unidades BO3 (triangulares) y BO4 (tetradricas) a travs de tomos de oxgeno compartidos. La proporcin de unidades tetradricas aumenta con la carga formal del in borato. Solo los polianiones borato que tienen unidades BO4 son estables en disolucin acuosa ya que el B tricoordinado es fcilmente atacado por el in OH- del agua desintegrndose la estructura. La principal caracterstica estructural de los boratos hidratados es un anillo B3O3 de 6 miembros en el cual hay, al menos, una unidad BO4 como el anin B4O5(OH)42- encontrado en el brax (Na2B4O710H2O Na2B4O5(OH)48H2O) y en el mineral kernita, (Na2B4O74H2O Na2B4O5(OH)4.2H2O) y como en B5O6(OH)4- que existe en el pentaborato de potasio (KB5O82H2O). El brax se emplea en alfarera (vidrios), como fundente en soldadura ya que disuelve los xidos metlicos dejando limpia la superficie para que tenga lugar la unin metal-metal, en pirotecnia (llama verde), y en fertilizantes de borato. El pentaborato de potasio es un aditivo en lubricantes. 36

Combinaciones oxigenadas 4 Boratos anhidros

El anin ortoborato BO33- est presente en los LnBO3, (Ln = lantnido) y Mg3(BO3)2 y CaSnIV(BO3)2.

El anin piroborato B2O54- se encuentra en algunos cristales como Mg2B2O5, Co2B2O5 y otros.

Los metaboratos son compuestos anhidros y contienen el in trmero, plano, cclico B3O63- ( Na3B3O6, K3B3O6, Ba3(B3O6)2 o el in lineal infinito (BO2)nn- como en LiBO2, CaB2O4, SrB2O4.

Nota:

Los prefijos orto, piro y meta se aplican a los cidos y sales de Si, P y As que son tetraedros que comparten 0, 1 2 tomos de oxgeno. Al aplicarlos a boratos se refieren a compuestos en los que el B est tricoordinado (orto BO33-, piro B2O54- meta (BO2)nn- cclico o lineal).

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Combinaciones oxigenadas 5

Los peroxoboratos son compuestos que tienen la capacidad de generar H2O2 en disolucin acuosa como NaBO34H2O (NaBO2H2O23H2O) que contiene el peroxoanin B2(O2)2(OH)42-que consiste en dos grupos tetradricos BO2(OH)2- unidos va un par de enlaces O-O por lo que la frmula ms descriptiva es Na2B2(O2)2(OH)46H2O.

B4O72- + 4 H2O2 + 2 OH- 2 [B2(O2)2(OH)4]2- + H2O

Se utiliza como detergente en programas de lavado a temperatura de 90 oC:

Na2[B2(O2)2(OH)4] + 4H2O 2H2O2 + 2 H3BO3 + 2 NaOH

Los que a veces se han formulado como metaboratos hidratados contienen iones tetradricos tetrahidroxoborato B(OH)4-, por ejemplo, el NaBO2 4H2O es NaB(OH)4 2H2O.

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Compuestos boro-nitrgeno 1 Nitruro de boro Es un compuesto resistente, bastante inerte qumicamente, se utiliza como material cermico y se obtiene como un slido por calentamiento a 1200 oC de B2O3 fundido con amoniaco: B2O3 + 2 NH3 2 BN + 3 H2O

La unidad BN es isoelectrnica con C2, pero qumicamente son diferentes como se deduce de la diferencia en electronegatividades. La fase termodinmicamente estable, hexagonal, consta de lminas semejantes a las del grafito. Los tomos de boro y nitrgeno se disponen alternativamente en hexgonos que comparten sus lados y la distancia B-N dentro de la capa (145 pm) es mucho ms corta que la distancia entre capas (333 pm). Las lminas se apilan directamente con los anillos hexagonales eclipsados y los tomos de boro caen debajo de los de nitrgeno en lminas adyacentes. El BN, a diferencia del grafito, es no conductor e incoloro como consecuencia de la diferencia de energa entre la banda llena y la vaca. Es una sustancia resbaladiza que se utiliza como lubricante y en la industria de cosmticos.

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Compuestos boro-nitrgeno 2 Boracina, [HBNH]3 B3N3H6, es un compuesto isoelectrnico e isoestructural con el benceno. Sus propiedades fsicas se parecen a las del benceno siendo un lquido aromtico con distancias B-N iguales, mientras que las propiedades qumicas son generalmente diferentes. Se obtiene: 3 B2H6 + 6 NH3 3[BH2(NH3)2](BH4) 2 H3B3N3H3 + 12 H2 3 NH4Cl + 3 NaBH4 H3B3N3H3 + 3 NaCl + 9 H2

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Boro y sus compuestosIntroduccinPropiedades fsicas y estado naturalAlotropa 1Alotropa 2Alotropa 3Alotropa 4Alotropa 5ObtencinReactividad 1Reactividad 2Boruros metlicos 1Boruros metlicos 2Boruros metlicos 3Boruros metlicos 4Boruros metlicos 5Preparacin de boruros metlicosHaluros de boroTrihaluros de boro 1Trihaluros de boro 2Trihaluros de boro 3Trihaluros de boro 4Boranos 1Boranos 2Boranos 3Boranos 4Boranos 5Boranos 6Boranos 7Boranos 8Boranos 9Boranos 10Boranos 11Combinaciones oxigenadas 1Combinaciones oxigenadas 2Combinaciones oxigenadas 3Combinaciones oxigenadas 4Combinaciones oxigenadas 5Compuestos boro-nitrgeno 1Compuestos boro-nitrgeno 2