Chemistry Labs

問題 1

ホウ素水素化物 BXxHXy\ce{B_{x}H_{y}} は Alfred Stock により開発され、William Lipscomb はその結合解明で1976年ノーベル賞を受賞した。(a) B の質量パーセントとモル質量から2つのボランの分子式を求めよ：A は 25 °C で液体、B 83.1 %、M=65.1M = 65.1 g mol−1^{-1}；B は固体、B 88.5 %、M=122.2M = 122.2 g mol−1^{-1}。(b) styx 記号は B–H–B 架橋(s)、三中心 BBB 結合(t)、二中心 B–B 結合(y)、BHX2\ce{BH2} 基(x)を数える；BX2HX6\ce{B2H6} は 2002。styx = 4012 のテトラボラン BX4HX10\ce{B4H10} の構造を提案せよ。(c) 化合物 BX4CClX6O\ce{B4CCl6O} は2種類のB原子（四面体：三角平面 = 1:3）と C≡O\ce{C#O} 三重結合を持つ；構造を提案せよ。(d) D(B−Cl)=443D(\ce{B-Cl}) = 443, D(Cl−Cl)=242D(\ce{Cl-Cl}) = 242 kJ mol−1^{-1}, ΔfH∘(BClX3(g))=−403\Delta_fH^{\circ}(\ce{BCl3(g)}) = -403, ΔfH∘(BX2ClX4(g))=−489\Delta_fH^{\circ}(\ce{B2Cl4(g)}) = -489 kJ mol−1^{-1} から BX2ClX4\ce{B2Cl4} の B–B 結合解離エンタルピーを推定せよ。(e) BX2HX6\ce{B2H6} から出発する反応スキームで含ホウ素生成物を示せ：1 = BX2HX6\ce{B2H6} + NaOH\ce{NaOH} 次いで CHX3OH\ce{CH3OH}, HX+\ce{H+}；2 = BX2HX6\ce{B2H6} + CX6HX6\ce{C6H6}, OX2\ce{O2} の生成物で凝固点降下（25.0 g ベンゼン中 0.312 g で ΔTf=0.205\Delta T_f = 0.205 °C、Kf=5.12K_f = 5.12 kg K mol−1^{-1}）により特定；3 = BX2HX6\ce{B2H6} + ClX2\ce{Cl2}；4 = BX2HX6\ce{B2H6} + NHX3\ce{NH3}（1:1付加物）；5 = 4 の熱生成物、沸点 55 °C。
ステップ 2/4: styx の帳簿と BX4CClX6O\ce{B4CCl6O}
← 前へ次へ →
BX4HX10 (s=4, t=0, y=1, x=2): 4 B–H–B bridges, 1 B–B bond, 2 BHX2 groups;BX4CClX6O=ClX2B−B(−C≡O)−BClX2⋅⋅⋅BClX2 i.e. O≡C−B(BClX2)X3\ce{B4H10}\ (s{=}4,\ t{=}0,\ y{=}1,\ x{=}2):\ \text{4 B–H–B bridges, 1 B–B bond, 2 } \ce{BH2}\ \text{groups};\qquad \ce{B4CCl6O} = \ce{Cl2B-B(-C#O)-BCl2\bond{...}BCl2}\ \text{i.e. } \ce{O#C-B(BCl2)3}
分析

拘束条件 s+ys + y が B–B 骨格結合、H の収支により BX4HX10\ce{B4H10} は4個の橋 H、1本の B–B 結合、2個の末端 BHX2\ce{BH2} を持つ蝶型4B骨格(4012)と決まる。BX4CClX6O\ce{B4CCl6O} では三角平面を多く持つ唯一の案が、CO（ボランカルボニル O≡C−B\ce{O#C-B}）に結合した四面体B1個と BClX2\ce{BCl2} 3個である。