ثلاثي فلوريد البورون

Boron trifluoride
الأسماء
	أسماء أخرى Boron fluoride, Trifluoroborane
تمييز
رقم CAS	[7637-07-2]
PubChem	6356
رقم EC	231-569-5
ChEBI	33093
رقم RTECS	ED2275000
SMILES	FB(F)F;
الخصائص
الصيغة الجزيئية	BF3
كتلة مولية	67.82 g/mol (anhydrous) ; 103.837 g/mol (dihydrate)
المظهر	colorless gas (anhydrous) ; colorless liquid (dihydrate)
الكثافة	0.00276 g/cm3 (anhydrous gas) ; 1.64 g/cm3 (dihydrate)
نقطة الانصهار	−126.8 °C, 146 K, -196 °F
نقطة الغليان
قابلية الذوبان في الماء	exothermic decomposition (anhydrous); very soluble (dihydrate)
قابلية الذوبان	soluble in benzene, toluene, hexane, chloroform and methylene chloride
ضغط البخار	>50 atm (20°C)
Dipole moment	0 D
الكيمياء الحرارية
للتشكل ΔfHo298	-1137 kJ/mol
entropy So298	254.3 J/mol K
سعة الحرارة النوعية، C	50.46 J/mol K
المخاطر
صفحة بيانات السلامة	ICSC 0231
ن.م.ع. مخطط تصويري
ن.م.ع. حدثة الاشارة	DANGER
ن.م.ع. عبارات المخاطر	H330, H314
(معيـَّن النار)
نقطة الوميض	غير قابل للاشتعال
	الجرعة أوالهجريز القاتل (LD, LC):
LC50 (الهجريز الأوسط)	1227 ppm (mouse, 2 hr); 39 ppm (guinea pig, أربعة hr); 418 ppm (rat, أربعة hr)
	حدود التعرض الصحية بالولايات المتحدة (NIOSH):
PEL (المسموح)	C 1 ppm (3 mg/m3)
REL (الموصى به)	C 1 ppm (3 mg/m3)
IDLH (خطر عاجل)	25 ppm
مركبات ذا علاقة
أنيونات أخرى	ثلاثي كلوريد البورون; ثلاثي بروميد البورون; ثلاثي يوديد البورون
كاتيونات أخرى	فلوريد الألومنيوم; فلوريد الگاليوم الثلاثي; فلوريد الإنديوم الثلاثي; فلوريد الثاليوم الثلاثي
مركـّبات ذات علاقة	أحادي فلوريد البورون
	ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
	verify (what is ?)
	مراجع الجدول

ثلاثي فلوريد البورون هومركب كيميائي من الفلور والبورون له الصيغة الكيميائية BF₃، ويكون على شكل غاز عديم اللون.

التحضير

حضر ثلاثي فلوريد البورون لأول مرة سنة 1808 من قبل لوي جوزيف غي ـ لوساك ولوي جاك تينار، واللذان كانا يحاولان تحضير وعزل حمض الفلوريك (أي حمض الهيدروفلوريك) من تفاعل فلوريد الكالسيوم مع حمض البوريك المزجج، حيث كانت الغازات الناتجة غير قادرة على تنميش الزجاج، فأطلقوا اسم غاز الفلوبوريك عليها.

يمكن حتى يحضّر ثلاثي فلوريد البورون بعدة طرق، منها إجراء تفاعل بين ثلاثي أكسيد البورون مع حمض الهيدروفلوريك:

{\displaystyle \mathrm {B_{2 O_{3 \ +\ 6\ HF\ \longrightarrow \ 2\ BF_{3 \ +\ 3\ H_{2 O

تقنياً، يحضّر المركب من تسخين أكسيد البورون أوالبوراكس مع معدن الفلوريت بوجود حمض الكبريتيك المركز. ينتج على المستوى الصناعي ما يتراوح بين 2300 إلى 4500 طن من ثلاثي فلوريد البورون سنوياً.

أما مخبرياً، فيمكن التحضير من التفكك الحراري لرباعي فلوروبورات أملاح الديازونيوم.

من طرق التحضير الأخرى، إجراء تفاعل بين رباعي فلوروبورات البوتاسيوم أورباعي فلوروبورات الصوديوم مع أكسيد البورون:

{\displaystyle \mathrm {KBF_{4 \ +\ 2\ B_{2 O_{3 \ \longrightarrow \ BF_{3 \ +\ KF\cdot B_{4 O_{6

يمكن حتى يجري التفاعل بوجود حمض الكبريتيك المركز:

{\displaystyle \mathrm {6\ NaBF_{4 \ +\ B_{2 O_{3 \ +\ 6\ H_{2 SO_{4 \ \longrightarrow \ 8\ BF_{3 \ +\ 6\ NaHSO_{4 \ +\ 3\ H_{2 O

كما يمكن التحضير من تفاعل حمض البوريك مع حمض فلوروالكبريتيك:

{\displaystyle \mathrm {H_{3 BO_{3 \ +\ 3\ HSO_{3 F\ \longrightarrow \ BF_{3 \ +\ 3\ H_{2 SO_{4

الخواص

تشكيل معقد تناسقي بين ثلاثي فلوريد البورون مع الأمونياك

إن مركب ثلاثي فلوريد البورون تعبير عن غاز سام عديم اللون وأكّال، وتبلغ قيمة النقطة الحرجة له −12.3 °س. يعد BF₃ من أحماض لويس القوية، ويقوم بتشكيل الكثير من المعقّدات التناسقية.

يكون لثلاثي فلوريد البورون بنية جزيئية مستوية ثلاثية، ويكون للرابطة B-F طول مقداره 131.3 بيكومتر، والذي يزداد إلى 136.7 عند تشكيل معقدات تناسقية. تستخدم معقدات ثلاثي فلوريد البورون مع ثنائي إيثيل الإيثر (BF₃ · O(Et)₂) أومع كبريتيد ثنائي الميثيل (BF₃ · S(Me)₂) من أجل الحصول على سائل كمصدر للمركب، مما يسهل التعامل معه في المختبر.

يتفاعل ثلاثي فلوريد البورون مع الماء بعنف، حيث يتفكك إلى حمض البوريك وحمض هيدروفلوروبوريك. على العكس من هاليدات البورون الأخرى، فإن BF₃ لا يحدث له تفاعل حلمهة مباشر، إنما تحدث هناك سلسلة من عدة تفاعلات يتشكل فيها نواتج إضافة:

{\displaystyle \mathrm {BF_{3 \ +\ H_{2 O\ \rightleftharpoons \ H_{2 O^{+- BF_{3

{\displaystyle \mathrm {H_{2 O^{+- BF_{3 \ +\ H_{2 O\ \rightleftharpoons \ [H_{3 O][BF_{3 OH]

{\displaystyle \mathrm {[H_{3 O][BF_{3 OH]\ +\ H_{2 O\ \rightleftharpoons \ B(OH)_{3 \ +\ 3\ HF

إن تفاعل الحلمهةقد يكون غير مكتملاً طالما وجود هاليدات أخرى للبورون، وذلك بسبب تشكل أيون رباعي فلوروبورات ⁻BF₄ رباعي السطوح الخامل.

{\displaystyle \mathrm {BF_{3 \ +\ HF\longrightarrow \ HBF_{4

كما حتى نواتج تفاعل الحلمهة تتفاعل لاحقاً لتشكل حمض رباعي فلوروالبوريك، والذي يوجد على شكل ملح أكسونيوم.

{\displaystyle \mathrm {B(OH)_{3 \ +\ 4\ HF\ \rightleftharpoons \ [H_{3 O][BF_{4 ]\ +\ 2\ H_{2 O

الاستخدامات

يستخدم ثلاثي فلوريد البورون ككاشف مهم في الاصطناع العضوي وذلك نظراً لخصائص حمض لويس، حيث يقوم بتحفيز تفاعلات البلمرة في مركبات بولي إيثر غير المشبعة.

كما يستخدم المركب كحفاز في الكثير من تفاعلات التماكب والألكلة والتكاثف، بالإضافة إلى تفاعل إضافة ألدول موكاياما.

الاكتشاف

ثلاثي فلوريد البورون اكتشفه في 1808 جميع من جوزيف لوي گي-لوساك ولوي جاك ثينار، اللذان كانا يحاولات عزل "حمض الفلوريك" (أي حمض الهيدروفلوريك) بجمع فلوريد الكالسيوم مع حمض البوريك المزجج. فشلت الأبخرة الناتجة في حتى تخدش الزجاج، ولذلك سمياها غاز الفلوبوريك.

المراجع

^ http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=4911&page=266
^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards 0062
^ نطقب:IDLH
^ نطقب:CLP Regulation
^ نطقب:PGCH-ref.
^ http://www.newenv.com/resources/nfpa_chemicals
^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). "Sur l'acide fluorique". Annales de Chimie. 69: 204–220.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). "Des propriétés de l'acide fluorique et sur-tout de son action sur le métal de la potasse". Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d’Arcueil. 2: 317–331.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry. Academic Press.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Brotherton, R. J.; Weber, C. J.; Guibert, C. R.; Little, J. L. (2005), "Boron Compounds", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a04_309
^ نطقب:OrgSynth
^ . Academic Press. p. 220 & 773.
^ Georg Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2nd edition. Band 1. Academic Press, New York NY u. a. 1963, S. 219–221.
^ نطقب:يستشهد موسوعة
^ ) Applications". Honeywell.
^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). "Sur l'acide fluorique". Annales de Chimie. 69: 204–220.
^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). "Des propriétés de l'acide fluorique et sur-tout de son action sur le métal de la potasse". Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d’Arcueil. 2: 317–331.