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乙硼烷
來源:互聯網

乙硼一種是無機化合物化學式為B2H6,是目前能分離出的最簡單的硼烷。乙硼烷在室溫下為無色氣體,可以與空氣形成爆炸性混合物,并且在潮濕空氣中自燃。有劇毒。

乙硼烷具有較高的化學活性,容易與各種無機分子和有機化合物起反應。這不僅是因為乙硼烷生成熱為正值(即所謂吸熱化合物),還由于硼對、氧、氮、磷等電負性強的元素有很大的親合力。乙三氟化硼可以儲存,但長期存放逐漸轉變為氫及高級硼烷。

乙硼烷廣泛應用于多個領域。主要被用于制取純硼或合成其他硼烷和含硼與氮、磷、鍵等地化合物的原料。作為有機反應還原劑、燃料添加劑和p型半導體材料的摻雜劑。用作火箭和導彈的高能燃料、半導體生產,硅和鍺的外延生長、鈍化、擴散和離子注入。用于有機合成,包括聚合催化劑、火箭和導彈的高能燃料。

理化常數

國標編號: 21049

飽和蒸汽壓: 29.86kPa(-112℃)

穩定性:穩定

危險標記: 4(易燃氣體)

化學性質:缺電子體,有強親電性,可以與乙烯反應制乙醇,產物為反馬氏產物。

結構:B以sp3雜化軌道與H形成4個sigma鍵,并形成2個三中心二電子鍵(3c-2e)。

概述

硼烷(分子式:B2H6)又稱硼乙烷、二硼烷,為無機化合物,是目前能分離出的最簡單的硼烷。在常溫常壓下為具有令人厭惡難聞窒息臭(維生素B味)的無色氣體。易溶于二硫化碳乙烷正戊烷乙醚等。很不穩定,具有較高的化學活性,容易與各種無機分子和有機化合物起反應。這不僅是因為乙硼烷生成熱為正值(即所謂吸熱化合物),還由于硼對氟、氧、氮、磷等電負性強的元素有很大的親合力。乙硼烷商品通常都用氮、、氦或氫氣稀釋。空氣中能自燃,但是在室溫干燥狀態下一般不燃燒,但只要與潮濕空氣接觸,即使在低溫也能發生爆炸性燃燒,發生綠色火焰,生成氧化硼和水,并放出大量熱。與水作用,分解為硼酸和氫。乙硼烷的熱分解可用來在金屬和陶瓷表面涂敷硼層,有硬度高、抗氧化和耐腐蝕等特性。

三氟化硼在室溫能緩慢分解成氫和高級硼烷。溫度越高越不穩定,分解加速。分解產物也隨溫度高低而變化,到500℃時完全分解成氫和硼。

結構

乙硼烷分子具有D2h點群。兩個硼原子各用兩個sp2雜化軌道與兩個氫原子的1s軌道重疊形成B-Hσ鍵的同時,每個硼原子又用第三個sp2雜化軌道和余下的一個p軌道組合成兩個軌道Φ,分別位于平面上下。兩個軌道分別與兩個氫原子的1s軌道成兩個垂直于平面的三中心兩電子BHB鍵,正好用上余下的4個價電子。因此乙硼烷分子不能自由旋轉。

合成方法

用質子進行陽離子取代:MnB+3H+→1/2B2H6+Mn3+

用單質氫進行氫化:BCl3+3H2→1/2B2H6+3HClR3B+3H2→1/2B2H6+3RH

金屬氫化物復合氫化物進行H-取代:2BF3+6氫化鈉→B2H6+6NaF;4BCl3+3LiAlH4→2B2H6+3LiAlCl4。3LiBH4+(C2H5)2O·BF3-(C2H5)2O→2B2H6+3LiF+(C2H5)2O(純度90-95%)3NaBH4+4BF3-二甘醚→2B2H6+3NaBF4

通過質子遷移或電解,從BH4-離子中脫去H-:KBH4+H+-碘化鈉酸→1/2B2H6+K++H2LiBH4-電解→Li+1/2B2H6+1/2H2NaBH4+H2PO3F-真空→1/2B2H6+NaHPO3F+H2(產率79%)

高級硼烷熱解:B4H10-△→B2H6+高級硼烷和聚合物B4H10+B5H11-△→2B2H6+B5H9

通過配位使高級三氟化硼降解:B4H10+2(CH3)2O→(CH3)2O.BH3+(CH3)2O.B3H7(CH3)2O.BH3→1/2B2H6+(CH3)2O

硼氫化鈉還原氯化亞汞:2NaBH4+Hg2Cl2-二甘醚→B2H6+H2+2NaCl+2Hg

乙醚四氫呋喃溶液中的下列反應:8BF3+6LiH→B2H6+6LiBF42BF3+6氫化鈉→B2H6+6NaF4BCl2+3LiAlH4—→2B2H6+3AlCl3+3LiCl

金屬硼氫化物的分解。2NaBH4+2HCl—→B2H6+2NaCl+2H2

硼酸碘化鈉硼酸的還原。2B(OH)3+3Al+3H2—→B2H6+2Al(OH)3

危害

健康危害

健康危害:急性中毒時一般出現胸部緊束感、咳嗽、呼吸困難、前胸痛、惡心、嘔吐等癥狀。有時,這些癥狀在中毒后24小時才呈現出來。長期接觸低濃度乙硼烷時,除了呼吸系統輕度刺激癥狀之外,還會出現頭痛、喪失嗅覺、暈眩、精神萎靡神經官能癥驚厥、肌弛緩、震顫、肌肉痙攣昏迷、腳部緊張感、寒冷等癥狀。吸入的患者,應立即轉移至通風良好的無污染區,安置休息并蓋毛毯等保暖。如果呼吸微弱或停止,應馬上進行輸氧或人工呼吸,同時,速叫醫生來診治。當眼睛或皮膚觸傷時,立即用水沖洗患處,至少要沖洗15分鐘。也可用3%氨水或1%~5%三乙醇胺(三羥基代三乙胺)沖洗受傷的皮膚,然后進一步求醫診治。

毒性與環境

亞急性和慢性毒性:狗及大鼠長期暴露于1.1~2.2mg/m3濃度下無死亡;在5.6mg/m3濃度下,每天吸入6小時,動物不久開始發生死亡。

危險特性:極易燃,與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。在室溫下遇潮濕空氣能自燃。與氟、氯、溴等鹵族元素會劇烈反應。并能與氟利昂滅火劑猛烈反應。與水或水蒸氣反應會釋出易燃的氫氣,并且會腐蝕橡膠和某些塑料。

燃燒(分解)產物:氧化硼。對粘膜有較強的刺激作用,吸入后會很快侵襲至肺部并引起肺水腫和出血。長時間接觸會損傷肝和腎。接觸皮膚能引起嚴重的局部炎癥并能導致皮炎。乙硼烷還能使嗅覺器官失靈。其毒性比氧氯化碳氫氰酸還大。

穩定性

1.在室溫干燥狀態下一般不燃燒,與潮濕空氣接觸,即使在低溫也能發生爆炸性燃燒,產生綠色火焰。在室溫下也能分解,分解產物隨溫度高低而變化,到500℃時完全分解成氫和硼。能與氨、甲醇乙醛乙醚及鋰、鈉、鉀、鈣、鋁等金屬激烈反應。

2.遇水分解變成氫及硼酸。蒸氣壓(3.00×104±133)Pa(-111.6℃)。紅外光譜帶3670(w)、2625(s)、2558(s)、2353(w)、1853(m)、1602(vs)、1197(s)、1178(s)、1154(s)。可以儲存,但長期存放時就轉變為氫及高級三氟化硼

3.穩定性:穩定

4.禁配物:強氧化劑、堿、氟、氯、溴等鹵族元素、水、四氯化碳

5.避免接觸的條件:潮濕空氣

6.聚合危害:不聚合

應急處理

泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,并立即進行隔離,小泄漏時隔離300米,大泄漏時隔離450米,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。從上風處進入現場。盡可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。

急救措施

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

滅火方法:切斷氣源。若不能立即切斷氣源,則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:二氧化碳。禁用水柱和泡沫。

廢氣處理方法

(1)用水或堿溶液吸收。

(2)在嚴格控制下燃燒。

(3)把燃燒產物B2O3用活性碳吸附或用水吸收。

(4)用專用吸附劑吸附。

(5)用惰性氣體稀釋后排放。

儲運特性

庫房通風低溫干燥;輕裝輕卸

滅火劑

霧狀水

職業標準

TWA0.1毫克/立方米;STEL0.3毫克/立方米

1.氣體鋼瓶要存放在通風良好的室外或強制通風的室內,遠離火源,并且使其溫度始終保持在20℃以下。不可與鹵族元素氧化劑、氧及水接近。乙三氟化硼一旦燃燒,一般很難撲滅,最有效的處理方法是及時阻止硼烷泄露,并防止火災向周圍蔓延。

2.儲存注意事項 儲存于陰涼、通風良好的專用庫房內,實行“雙人收發、雙人保管”制度。遠離火種、熱源。庫溫不超過25℃,相對濕度不超過75%。應與氧化劑、堿類、鹵素、食用化學品分開存放,切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備。

用途

用作高純度硼單晶及十硼烷的原料,也用作半導體工業的摻雜源。

2.乙硼烷是半導體制造中用作硅材料的p型摻雜源,在半導體工業中得到廣泛應用,用于半導體生產,硅和鍺的外延生長、鈍化、擴散和離子注入。隨著大規模集成電路集成度的提高,對B2H6純度的要求也越來越高。還可用作火箭和導彈的高能燃料。

3.可用作火箭和導彈的高能燃料,也可用于半導體生產,硅和鍺的外延生長、鈍化、擴散和離子注入。用于制藥、金屬焊接和有機合成等領域。

4.用作聚合催化劑、火箭和導彈的高能燃料,也用于有機合成。

參考資料 >

乙硼烷.智程氣體.2024-01-19

乙硼烷10%B2H6/H2.RUIER.2024-01-19

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