Трихлорид бора

**Трихлорид бора**
Трихлорид бора
;
Систематическое; наименование	хлорид бора III
Сокращения	трихлоробор
Традиционные названия	трихлорид бора, трёххлористый бор, бора хлорид
Хим. формула	BCl3
Рац. формула	BCl3
Состояние	бесцветный тяжёлый, ядовитый газ, дымится на воздухе
Молярная масса	(при 9,23 % и Cl 90,77 % по массе) 117.17 г/моль
Плотность	(при 0 °C) 1.326 г/см³
	Температура
• плавления	-107.3 °C
• кипения	12.6 °C
• вспышки	-17 °C
Критическая точка	температура: 178,8 °C давление: 3,87 мПа плотность: 0,7 г/см³
Мол. теплоёмк.	107 Дж/(моль·К)
	Энтальпия
• образования	-427 кДж/моль
Давление пара	(при −92 °C) 1 мм.рт.ст. (при −68 °C) 10 мм.рт.ст. (при −33,5 °C) 100 мм.рт.ст. (при 20 °C) 150 кПа
	Растворимость
• в воде	разлагается
• в остальных веществах	разлагается в этаноле, растворим в тетрахлориде углерода
Показатель преломления	1.00139
Координационная геометрия	тригональная, плоская
Дипольный момент	0 Д
Рег. номер CAS	10294-34-5
PubChem	25135
Рег. номер EINECS	233-658-4
SMILES	[BH6+3].[Cl-].[Cl-].[Cl-]
InChI	1S/BCl3/c2-1(3)4 FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N
RTECS	ED1925000
Номер ООН	3390
ChemSpider	23480
Предельная концентрация	1 мг/м3
Токсичность	ядовит, коррозионно-активен
Пиктограммы ECB
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Трихлорид бора — бинарное неорганическое соединение бора и хлора с формулой BCl₃. Это бесцветный газ.

Физические свойства

При стандартных условиях трихлорид бора BCl₃ представляет собой ядовитый, тяжёлый бесцветный газ, вследствие взаимодействия с парами воды дымящийся во влажном воздухе.

При нормальных условиях — это жидкость, давление пара которой описывается уравнением:

p(mmHg) = 2115T -1 - 7.04lg T + 27.56

В Твёрдом состоянии трихлорид бора образует кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6₃, a =0,6140 нм, c = 0,6603 нм, Z = 9.

Молекула трихлорида бора представляет собой правильный треугольник (как и другие тригалогениды бора) с длиной связи B—Cl 0,175 нм. Вследствие тригональной симметрии молекула имеет нулевой дипольный момент.

Трихлорид бора не образует димеры, хотя есть косвенные свидетельства того, что он может образовывать димеры при очень низких температурах (20 К).

Получение

Трихлорид бора можно синтезировать из элементов:

2 B + 3 Cl 2 \to >400oC 2 BCl 3

В промышленности вместо чистого бора используют его сплавы, например ферробор.

Также в промышленности используют метод хлорирования при температуре ~1000 °C смеси оксида бора и кокса:

B 2 O 3 + 3 C + 3 Cl 2 \to 1000oC 2 BCl 3 + 3 CO

В России используется промышленный метод хлорирования карбида бора при температуре 900—1000 °C:

B 4 C + 6 Cl 2 \to 1000oC 4 BCl 3 + C

Трихлорид алюминия и трифторид бора могут обмениваться галогенами:

AlCl 3 + BF 3 \to T BCl 3 + AlF 3

В лабораторной практике трихлорид бора получают разложением его аддуктов, например, BCl₃S(CH₃)₂, которые удобны в работе, так как являются твёрдыми веществами:

(CH 3) 2 SBCl 3 ⇄ (CH 3) 2 S + BCl 3

Химические свойства

Полностью гидролизуется водой с выделением большого количества тепла:

BCl 3 + 3 H 2 O \to B(OH) 3 ↓ + 3 HCl

Реагирует с разбавленными и концентрированными щелочами:

4 BCl 3 + 14 NaOH \to Na 2 B 4 O 7 + 12 NaCl + 7 H 2 O

BCl 3 + 4 NaOH \to Na[B(OH) 4] + 3 NaCl

Восстанавливается водородом до бора или борана:

2 BCl 3 + 3 H 2 \to 800-1200oC 2 B + 6 HCl

2 BCl 3 + 6 H 2 \to 450oC,Cu,Al B 2 H 6 + 6 HCl

Горит в кислороде (на воздухе при температуре >400 °C):

4 BCl 3 + 3 O 2 \to 2 B 2 O 3 + 6 Cl 2

Фтор вытесняет хлор из соединения:

2 BCl 3 + 3 F 2 \to 2 BF 3 + 3 Cl 2

Трихлорид бора является кислотой Льюиса, которая образует аддукты с третичными аминами, фосфинами, эфирами, тиоэфирами и галогенид-ионами:

BCl 3 + PH 3 ⇄ BCl 3 \cdot PH 3

Реагирует с оловоорганическими соединениями:

2 BCl 3 + R 4 Sn ⟶ 2 RBCl 2 + R 2 SnCl 2

При пропускании через трихлорид бора электрической искры получаются низшие хлориды бора B₂Cl₆, B₄Cl₄, B₈Cl₈:

2 BCl 3 \to B 2 Cl 4 + Cl 2

Реагирует со спиртами с образованием эфиров-боратов:

BCl 3 + R-OH \to B(OR) 3 + 3 HCl

При нагревании реагирует с борным ангидридом с образованием оксихлорида бора:

BCl 3 + B 2 O 3 \to 200oC 3 BOCl

Металлы могут восстанавливать трихлорид бора до бора или образовывать бориды:

BCl 3 + 3 Na \to 150oC B + 3 NaCl

2 BCl 3 + 6 Mg \to Mg 3 B 2 + 3 MgCl2

Применение

Треххлористый бор является исходным материалом для производства чистого бора.
Он также используется в переработке алюминия, магния, цинка и сплавов меди для удаления нитридов, карбидов и оксидов из расплавленного металла.
Трихлорид бора использовался как флюс для пайки сплавов алюминия, железа, цинка, вольфрама и медно-никелевого сплава.
Обработка жидкого алюминия парами трихлорида бора улучшает качество отливок.
Используется при изготовлении электрических сопротивлений для приклеивания углеродной плёнки к керамической основе.
Используется в плазменном травлении в производстве микроэлектроники
Используется как реагент в органическом синтезе.

Физиологическое значение

Трихлорид бора BCl₃ является потенциально опасным и агрессивным химическим веществом. В больших концентрациях является сильным ирритантом.

Предельно допустимая концентрация трёххлористого бора в воздухе рабочей зоны составляет не более 1 мг/м³.

II класс токсичности согласно ГОСТ 12.1.007-76.