बोरज़ीन
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| Names | |||
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| Preferred IUPAC name
1,3,5,2,4,6-Triazatriborinane (only preselected[1]) | |||
| Other names
Cyclotriborazaneborazol
Inorganic benzene Borazole | |||
| Identifiers | |||
3D model (JSmol)
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| ChEBI | |||
| ChemSpider | |||
PubChem CID
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| UNII | |||
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| Properties | |||
| B3H6N3 | |||
| Molar mass | 80.50 g/mol | ||
| Appearance | Colorless liquid | ||
| Density | 0.81 g/cm3 | ||
| Melting point | −58 °C (−72 °F; 215 K) | ||
| Boiling point | 53 °C (127 °F; 326 K) (55 °C at 105 Pa) | ||
| -49.6·10−6 cm3/mol | |||
| Hazards | |||
| NFPA 704 (fire diamond) | |||
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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बोरज़ीन, जिसे बोराज़ोल भी कहा जाता है एक अकार्बनिक यौगिक है। जिसका रासायनिक सूत्र B3H6N3 है इस चक्रीय परिसर में, तीन BH इकाइयां और तीन NH इकाइयां वैकल्पिक हैं। यौगिक बेंजीन के साथ आईएसओ इलेक्ट्रॉनिक्स और समसंरचनात्मक है। इस कारण से बोराजाइन को कभी-कभी "अकार्बनिक बेंजीन" कहा जाता है। बेंजीन की तरह, बोराज़ीन रंगहीन तरल[2] सुगंधित गंध होती है।
संश्लेषण
1926 में रसायनशास्त्री अल्फ्रेड स्टॉक और एरिच पोहलैंड द्वारा अमोनिया के साथ डाइबोरेन की प्रतिक्रिया द्वारा यौगिक की सूचना दी गई थी।[3]
50% के रूपांतरण (रसायन विज्ञान) के साथ 250–300 डिग्री सेल्सियस पर 1:2 अनुपात में डाइबोराने और अमोनिया का उपचार करके बोरज़ीन को संश्लेषित किया जा सकता है।
- 3 B2H6 + 6 NH3 → 2 B3H6N3 + 12 H2
वैकल्पिक अधिक कुशल मार्ग सोडियम बोरोहाइड्राइड और अमोनियम सल्फेट से प्रारंभ होता है।[4]
- 6 NaBH4 + 3 (NH4)2SO4 → 2 B3N3H6 + 3 Na2SO4 + 18 H2
बोराज़ीन के लिए दो-चरणीय प्रक्रिया में, बोरॉन ट्राइक्लोराइड को पहले ट्राइक्लोरोबोराज़ीन में परिवर्तित किया जाता है:
- 3 BCl3 + 3 NH4Cl → Cl3B3H3N3 + 9 HCl
B-Cl बांड बाद में B-H बांड में परिवर्तित हो जाते हैं:
- 2 Cl3B3H3N3 + 6 NaBH4 → 2 B3H6N3 + 3 B2H6 + 6 NaCl
संरचना
बोरज़ीन बेंजीन के साथ आइसोइलेक्ट्रोनिक है और इसकी समान कनेक्टिविटी है, इसलिए इसे कभी-कभी अकार्बनिक बेंजीन कहा जाता है। बोरॉन और नाइट्रोजन के बीच वैद्युतीयऋणात्मकता के अंतर के कारण यह तुलना कड़ाई से मान्य नहीं है। एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी संरचनात्मक निर्धारण से पता चलता है कि बोराजाइन वलय के अन्दर बांड की लंबाई 1.429 Å के बराबर है, जो बेंजीन द्वारा साझा की जाने वाली संपत्ति है।[5] चुकीं , बोराज़ीन वलय पूर्ण षट्भुज नहीं बनाता है। बोरॉन परमाणुओं पर बंध कोण 117.1° और नाइट्रोजन पर 122.9° है, जिससे अणु D3h बनता है। समरूपता बिंदु समूह
नाइट्रोजन (3.04) की तुलना में बोरॉन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी (पॉलिंग स्केल पर 2.04) और बोरॉन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन की कमी और नाइट्रोजन पर अकेला जोड़ा बोराज़ीन के लिए वैकल्पिक मेसोमर संरचनाओं का समर्थन करता है।
बोरॉन लुईस अम्ल के रूप में व्यवहार करता है और नाइट्रोजन लुईस क्षार के रूप में व्यवहार करता है।
सुगंध
बेंजीन से इसकी समानता के कारण, बोराज़ीन की सुगन्धितता के कई कम्प्यूटेशनल और प्रयोगात्मक विश्लेषण किए गए हैं। बोराजाइन में पाई इलेक्ट्रॉन की संख्या 4n + 2 नियम का पालन करती है, और B-N बांड की लंबाई बराबर होती है, जो यह बताती है कि यौगिक सुगन्धित हो सकता है। बोरॉन और नाइट्रोजन के बीच वैद्युतीय ऋणात्मकता अंतर, चुकीं , आवेश का असमान साझाकरण बनाता है जिसके परिणामस्वरूप अधिक आयनिक चरित्र वाले बंधन होते हैं, और इस प्रकार यह उम्मीद की जाती है कि ऑल-कार्बन एनालॉग की तुलना में इलेक्ट्रॉनों का खराब निरूपण होगा। बोरज़ीन , गठन ΔHf के −531 केजे/मोल मानक तापीय धारिता परिवर्तन के साथ ऊष्मीय रूप से बहुत स्थिर है।
प्राकृतिक बंधन कक्षा (NBO)
प्राकृतिक प्राकृतिक बंधन कक्षीय (NBO) विश्लेषण बोराजाइन में अशक्त सुगन्धितता का सुझाव देता है।[6] एनबीओ मॉडल में, वलय में B-N बांड परमाणु अक्षों से थोड़ा विस्थापित होते हैं, और B और N में बड़े अंतर होते हैं। सुगंधित वलय करंट (एनसीएस) विश्लेषण चुंबकीय परिरक्षण में B-N π बांड के योगदान के आधार पर सुगंधितता के लिए कुछ और प्रमाण प्रदान करता है। NBO ऑर्बिटल्स पर आधारित संगणनाएं दर्शाती हैं कि यह π बांड असक्त वलय करंट की अनुमति देता है जो कुछ सीमा तक बोराजाइन वलय के केंद्र में सिम्युलेटेड चुंबकीय क्षेत्र का प्रतिकार करता है। छोटा वलय करंट कुछ निरूपण का सुझाव देता है।
इलेक्ट्रॉन स्थानीयकरण फलन (ELF)
इलेक्ट्रॉन स्थानीयकरण फलन (ELF) द्वारा बोराज़ीन में बंधन के सामयिक विश्लेषण से संकेत मिलता है कि बोराज़ीन को π सुगंधित यौगिक के रूप में वर्णित किया जा सकता है। चुकीं , इलेक्ट्रॉन बेसिन के द्विभाजन मूल्यों में अंतर के आधार पर, बेंजीन की तुलना में बोराज़ीन में बंधन कम स्पष्ट है। बड़े द्विभाजन मान अच्छा इलेक्ट्रॉन निरूपण का संकेत देते हैं, और यह तर्क दिया जाता है कि जब यह द्विभाजन मान 0.70 से अधिक होता है, तो सुगन्धित यौगिक को नामित करने के लिए निरूपण पर्याप्त होता है।[7] बेंजीन के लिए, यह मान 0.91 है, लेकिन बोराज़ीन π प्रणाली ELF मान 0.682 पर द्विभाजित होती है।[8] यह B और N के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर के कारण होता है, जो बेंजीन में C-C इंटरैक्शन की तुलना में असक्त बंधन बातचीत उत्पन करता है, जिससे B-H और N-H इकाइयों पर इलेक्ट्रॉनों के स्थानीयकरण में वृद्धि होती है। द्विभाजन मान 0.70 की सीमा से थोड़ा नीचे है जो मध्यम सुगंधितता का सुझाव देता है।
प्रतिक्रियाशीलता
हाइड्रोलिसिस
बोरज़ाइन सरलता से हाइड्रोलाइज़ करता है, बोरिक एसिड, अमोनिया और हाइड्रोजन देता है।
पॉलिमराइजेशन
70 °C पर बोरज़ाइन को गर्म करने से हाइड्रोजन बाहर निकलता है और पॉलीबोराज़ीलीन बनता है:
- n B3N3H6 → 1/n[B3N3H4]n
हाइड्रोजन हलाइड्स और हलोजन के साथ
हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ यह योजक बनाता है।
- B3N3H6 + 3 HCl → B3N3H9Cl3
- हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ बोराज़ीन की योगज अभिक्रिया
- B3N3H9Cl3 + NaBH4 → (BH4N)3
- सोडियम बोरोहाइड्राइड के साथ कमी
ब्रोमिन के साथ योगात्मक अभिक्रिया के लिए उत्प्रेरक की आवश्यकता नहीं होती है। बोराजाइन बोरॉन पर न्यूक्लियोफाइल हमले और नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रोफाइल आक्रमण से निकलते हैं।
सिरेमिक अग्रदूत
बोरॉन नाइट्राइड को पॉलीबोराज़िलीन को 1000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके तैयार किया जा सकता है।[4]
बोराज़ाइन अन्य संभावित सिरेमिक जैसे बोरॉन कार्बोनाइट्राइड्स के लिए सामग्री भी प्रारंभ कर रहे हैं। बोरान नाइट्राइड (h-BN) पतली फिल्मों और तांबा, जैसे उत्प्रेरक सतहों पर एकल परतों को विकसित करने के लिए बोराजाइन का उपयोग अग्रदूत के रूप में भी किया जा सकता है।[9] प्लेटिनम,[10] निकल[11] लोहा[12] और भी बहुत कुछ, रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) के साथ।
पॉलीबोराज़िलीन को हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन अनुप्रयोगों के लिए पुनर्नवीनीकरण हाइड्रोजन भंडारण माध्यम के रूप में प्रस्तावित किया गया है, पाचन के लिए एकल पॉट प्रक्रिया का उपयोग करके और अमोनिया बोरेन को फिर से बनाने के लिए कमी[13] अन्य B-N प्रकार के यौगिकों में मिश्रित अमीनो-नाइट्रो स्थानापन्न बोराजाइन को CL-20 जैसे कार्बन आधारित विस्फोटकों से बेहतर प्रदर्शन करने की भविष्यवाणी की गई है।[14][15]
संबंधित यौगिक
(C
2H
2B
2N
2) छह-सदस्यीय सुगन्धित वलय है जिसमें दो कार्बन परमाणु, दो नाइट्रोजन परमाणु और दो बोरॉन परमाणु विरोधी जोड़े में होते हैं।[16][17]
1,2-डायहाइड्रो-1,2-एज़बोरिन (C
4BNH
6) चार कार्बन परमाणुओं नाइट्रोजन परमाणु और बोरॉन परमाणु के साथ छह सदस्यीय वलय है।
यह भी देखें
अग्रिम पठन
- Nelson, Ralph; et al. (September 1, 1967). "Selected values of electric dipole moments for molecules in the gas phase" (PDF). American National Bureau of Standards (10): 17.
संदर्भ
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- ↑ Duward Shriver; Peter Atkins (2010). अकार्बनिक रसायन शास्त्र (Fifth ed.). New York: W. H. Freeman and Company. p. 328. ISBN 978-1429218207.
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अग्रिम पठन
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- Islas R (2007). "Borazine: to be or not to be aromatic". Structural Chemistry. 18 (6): 833–839. doi:10.1007/s11224-007-9229-z. S2CID 95098134.
बाहरी संबंध
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