ジボランは有機化合物で、化学的には B2 H6 と表記されます。ジボラン分子には、4 末端のホウ素-水素結合と 2 つの架橋ホウ素-水素-ホウ素が存在します。甘い香りがあり、通常の室温では気体の状態で存在します。可燃性で毒性が高いため、人間の健康を維持することはできません。ジボランは環境中に自然には存在しませんが、実験室または工業的方法によって調製されます。ジボランの沸点と融点は、可燃性のため非常に低いです。ジボラン分子には、共有結合とイオン結合が存在します。
構造
ジボランの構造の対称性は B2 H6 です。水素化物のうち 4 つは末端であり、他の 2 つはホウ素中心間のリンクとして機能します。 B-H ブリッジ結合と B-H 端子のアームストロング値は、それぞれ 1.33 と 1.19 です。結合の長さの違いは、強度の違いを反映しており、B-H 結合は 2 つのうち弱い方です。
赤外スペクトルにおける B-H 末端と B-H 結合の振動構造は 2100 cm と 2500 cm 付近であり、その脆弱性を示しています。ホウ素と末端の水素原子の間の結合は、分子決定理論によって 2 つの中心と 2 つの電子共有結合として定義されています。
ただし、炭化水素のような化合物とは異なり、架橋水素原子とホウ素原子の間の結合は明確です。各ホウ素は、末端の水素原子に結合するために 2 つの電子を必要とし、さらに結合するために 1 つの価電子が残っています。架橋水素原子のそれぞれが 1 つの電子に寄与します。バナナ結合は、この種の結合で構成されています。
ジボランの用途と応用
- 1960 年代、ジボラン (B2 H6) は宇宙船プロジェクトの燃料として使用されました。これは、ジボランがその低分子量とは別に、ある程度のエネルギーを蓄えていると考えられていたためです。
- ジボラン (B2 H6) は、主に反マルコフニコフ付加生成物を生成する一般的な試薬として使用されるため、ヒドロホウ素化の化学プロセスで使用されます。
- 炭化水素の重合プロセスでは、ジボラン (B2 H6) が触媒として使用されます。これは、ジボランが反応中に存在し、プロセス全体で反応することなく重合反応の速度を高めるのに役立つことを意味します。
- 半導体の製造において、ジボラン (B2H6) はドーピング剤として使用されます。つまり、元の化学物質に添加される不純物として使用されます。このため、ある程度の電気的および磁気的特性を示します。
- ジボラン (B2 H6) は、半導体の製造における火炎速度促進剤としても使用されます。
- 半導体の製造工程で純粋なホウ素が生成されると、中間種としてジボラン (B2 H6) を得ることができます。
- ジボラン (B2 H6) は、プラズマ中の重金属の不純物を減らすために、トカマクのマシンの壁のコーティング剤として使用されています。トカマクのマシンは、磁場を使用してプラズマを閉じ込める核融合研究プロセスで使用される装置です。
- ジボラン (B2 H6) は、重合プロセスでゴム加硫剤として使用され、ゴムホース、靴底、おもちゃ、消しゴム、ショックアブソーバー、コンベヤーベルトなどのさまざまな物に使用されます。
- ジボラン (B2 H6) は、多くの化学反応で還元剤としても使用されます。この場合、ジボラン自体が酸化されて、水素を提供することで特定の反応物が還元されます。ジボランは、カルボン酸をそれぞれのアルコールに効率的に還元します。
結論
ジボランは、私たちの化学的および科学的生活においていくつかの用途があります。特定の反応物を還元するために、多くの化学反応で還元剤として使用されます。重合プロセスで触媒として、また半導体の形成中に使用されます。
