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四硝酸根合硼酸鹽

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四硝酸根合硼酸鹽
英文名 Tetrakis(nitrato-O)-borate(1−)
別名 四硝酸根合硼酸根
識別
CAS號 45188-51-0  checkY
SMILES
 
  • O=[N+]([O-])O[B-](O[N+](=O)[O-])(O[N+](=O)[O-])O[N+](=O)[O-]
性質
化學式 [B(NO3)4]
莫耳質量 258.839 g·mol⁻¹
外觀 無色
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

四硝酸根合硼酸鹽是一類無機化合物,化學式為[B(NO3)4]。它可以和較大的陽離子形成鹽類,如四硝酸根合硼酸四甲基銨[1]或四硝酸根合硼酸四乙基銨等。[2]

這個離子最初由C. R. Guibert和M. D. Marshall於1966年在試圖製備中性的硝酸硼時發現的,其硝酸硼的製備以失敗告終。[1]目前硝酸硼(化學式B(NO3)3)是未知的,根據推測它即使存在,在-78 °C以上也是不穩定的。[2]

另一個與之相關的陰離子是四高氯酸根合硼酸根英語tetraperchloratoborate,其穩定性略高於硝酸根配位的產物。同族的四硝酸根合鋁酸鹽英語tetranitratoaluminate(化學式[Al(NO3)4])是已知的。[3]

製備

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四甲基氯化銨三氯化硼反應,生成(CH3)4NBCl4,該化合物在−20 °C和四氧化二氮反應,生成四硝酸根合硼酸四甲基銨,並產生NO2Cl和Cl2氣體。[2]

在20 °C的三氯甲烷中振盪金屬硝酸鹽和三氯化硼的混合物數天,也能得到四硝酸根合硼酸鹽,反應生成不穩定的[Cl3BNO3]三氯中間體。

MNO3 + BCl3 M[Cl3BNO3]
4M[Cl3BNO3] 3M[BCl4] + MB(NO3)4][4]

性質

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四硝酸根合硼酸四甲基銨的紅外光譜的峰有1612 cm−1(sh)、1582和1626 cm−1(歸因於v4)。其1297和1311 cm−1的峰歸因於v1,來自於硝酸根上連結的氧的振動。[1]

四硝酸根合硼酸四甲基銨的密度是1.555 g·cm-3,為無色晶體。它在51 °C和62 °C時存在相變,在75 °C以上分解,並放出氣體,在112 °C時放熱,如果繼續加熱至160 °C,只會留下分解的殘渣。[2]

四硝酸根合硼酸四甲基銨難溶於冷水,但略溶於熱水,它不和水反應。該化合物溶於液氨乙腈甲醇以及二甲基甲醯胺[1]它和液態二氧化硫發生反應。[1][5]在室溫時,可穩定數月,遇到撞擊不會爆炸。[1]

四硝酸根合硼酸的鹼金屬鹽在室溫不穩定,會發生分解。[4]

3-甲基-1-乙基咪唑鎓四硝酸根合硼酸鹽在2002年被發現,它是一種離子液體,在−25 °C凝固。[6]

參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Guibert, C. R.; M. D. Marshall. Synthesis of the Tetranitratoborate Anion. Journal of the American Chemical Society. 1966, 88 (1): 189–190. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja00953a051. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Titova, K. V.; V. Ya. Rosolovskii. Tetraalkylammonium nitratoborates. Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR Division of Chemical Science. 1970, 19 (12): 2515–2519. ISSN 0568-5230. doi:10.1007/BF00854900. 
  3. ^ Jones, CJ Bigler. Transition and Main Group Metals Applied to Oxidative Functionalization of Methane and Use as High Oxygen Carriers for Rocket Propellants. ProQuest. 2007: 139 [3 February 2014]. ISBN 9780549231066. (原始內容存檔於2014-06-27). 
  4. ^ 4.0 4.1 Titova, K. V.; V. Ya. Rosolovskii. Reaction of nitrates of monovalent cations with BCl3. Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR Division of Chemical Science. 1975, 24 (10): 2246–2248. ISSN 0568-5230. doi:10.1007/BF00929774. 
  5. ^ C.C. Addison and D. Sutton. Progress in Inorganic Chemistry 8. : 216. 
  6. ^ Jones, C. Bigler; Ralf Haiges; Thorsten Schroer; Karl O. Christe. Oxygen-Balanced Energetic Ionic Liquid. Angewandte Chemie International Edition. 2006, 45 (30): 4981–4984. ISSN 1433-7851. PMID 16819744. doi:10.1002/anie.200600735. 

拓展閱讀

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  • Titova, K. V. Introduction of ClO4-, NO3-, C(NO2)​3- anions into the coordination sphere of boron by direct reactions of corresponding tetraalkylammonium salts with boron halides.(通過鹵化硼和四烷基銨鹽的直接反應將ClO
    4
    NO
    3
    C(NO
    2
    )
    3
    引入硼的配位環境中) Zhurnal Neorganicheskoi Khimii, 2002. 47 (8): 1236-1245.