乙硼烷
化学式为B2H6的无机化合物
乙硼一种是无机化合物化学式为B2H6,是目前能分离出的最简单的硼烷。乙硼烷在室温下为无色气体,可以与空气形成爆炸性混合物,并且在潮湿空气中自燃。有剧毒。
乙硼烷具有较高的化学活性,容易与各种无机分子和有机化合物起反应。这不仅是因为乙硼烷生成热为正值(即所谓吸热化合物),还由于硼对、氧、氮、磷等电负性强的元素有很大的亲合力。乙硼烷可以储存,但长期存放逐渐转变为氢及高级硼烷。
乙硼烷广泛应用于多个领域。主要被用于制取纯硼或合成其他三氟化硼和含硼与氮、磷、键等地化合物的原料。作为有机反应还原剂、燃料添加剂和p型半导体材料的掺杂剂。用作火箭和导弹高能燃料、半导体生产,硅和锗的外延生长、钝化、扩散和离子注入。用于有机合成,包括聚合催化剂、火箭和导弹的高能燃料。
理化常数
国标编号: 21049
蒸汽压: 29.86kPa/-112℃
稳定性:稳定
危险标记: 4(易燃气体)
化学性质:缺电子体,有强亲电性,可以与乙烯反应制乙醇,产物为反马氏产物。
结构:B以sp3杂化轨道与H形成4个sigma键,并形成2个三中心二电子键(3c-2e)。
概述
硼烷分子式:B2H6)又称硼乙烷、二硼烷,为无机化合物,是目前能分离出的最简单的硼烷。在常温常压下为具有令人厌恶难闻窒息臭(维生素B味)的无色气体。易溶于二硫化碳乙烷正戊烷乙醚等。很不稳定,具有较高的化学活性,容易与各种无机分子和有机化合物起反应。这不仅是因为乙硼烷生成热为正值(即所谓吸热化合物),还由于硼对氟、氧、氮、磷等电负性强的元素有很大的亲合力。乙硼烷商品通常都用氮、、氦或氢气稀释。空气中能自燃,但是在室温干燥状态下一般不燃烧,但只要与潮湿空气接触,即使在低温也能发生爆炸性燃烧,发生绿色火焰,生成氧化硼和水,并放出大量热。与水作用,分解为硼酸和氢。乙硼烷的热分解可用来在金属和陶瓷表面涂敷硼层,有硬度高、抗氧化和耐腐蚀等特性。
硼烷在室温能缓慢分解成氢和高级硼烷。温度越高越不稳定,分解加速。分解产物也随温度高低而变化,到500℃时完全分解成氢和硼。
结构
乙硼烷分子具有D2h点群。两个硼原子各用两个sp2杂化轨道与两个氢原子的1s轨道重叠形成B-Hσ键的同时,每个硼原子又用第三个sp2杂化轨道和余下的一个p轨道组合成两个轨道Φ,分别位于平面上下。两个轨道分别与两个氢原子的1s轨道成两个垂直于平面的三中心两电子BHB键,正好用上余下的4个价电子。因此乙硼烷分子不能自由旋转。
合成方法
质子进行阳离子取代:MnB+3H+→1/2B2H6+Mn3+
单质氢进行氢化:BCl3+3H2→1/2B2H6+3HClR3B+3H2→1/2B2H6+3RH
金属氢化物复合氢化物进行H-取代:2BF3+6氢化钠→B2H6+6NaF4BCl3+3LiAlH4→2B2H6+3LiAlCl43LiBH4+(C2H5)2O.BF3-(C2H5)2O→2B2H6+3LiF+(C2H5)2O(纯度90-95%)3NaBH4+4BF3-二甘醚→2B2H6+3NaBF4
通过质子迁移或电解,从BH4-离子中脱去H-:KBH4+H+-碘化钠酸→1/2B2H6+K++H2LiBH4-电解→Li+1/2B2H6+1/2H2NaBH4+H2PO3F-真空→1/2B2H6+NaHPO3F+H2(产率79%)
高级硼烷热解:B4H10-△→B2H6+高级硼烷和聚合物B4H10+B5H11-△→2B2H6+B5H9
通过配位使高级三氟化硼降解:B4H10+2(CH3)2O→(CH3)2O.BH3+(CH3)2O.B3H7(CH3)2O.BH3→1/2B2H6+(CH3)2O
硼氢化钠还原氯化亚汞:2NaBH4+Hg2Cl2-二甘醚→B2H6+H2+2NaCl+2Hg
乙醚四氢呋喃溶液中的下列反应:8BF3+6LiH→B2H6+6LiBF42BF3+6氢化钠→B2H6+6NaF4BCl2+3LiAlH4—→2B2H6+3AlCl3+3LiCl
金属硼氢化物的分解。2NaBH4+2HCl—→B2H6+2NaCl+2H2
硼酸碘化钠硼酸的还原。2B(OH)3+3Al+3H2—→B2H6+2Al(OH)3
危害
健康危害
健康危害:急性中毒时一般出现胸部紧束感、咳嗽、呼吸困难、前胸痛、恶心、呕吐等症状。有时,这些症状在中毒后24小时才呈现出来。长期接触低浓度乙硼烷时,除了呼吸系统轻度刺激症状之外,还会出现头痛、丧失嗅觉、晕眩、精神萎靡神经官能症惊厥、肌弛缓、震颤、肌肉痉挛昏迷、脚部紧张感、寒冷等症状。吸入的患者,应立即转移至通风良好的无污染区,安置休息并盖毛毯等保暖。如果呼吸微弱或停止,应马上进行输氧或人工呼吸,同时,速叫医生来诊治。当眼睛或皮肤触伤时,立即用水冲洗患处,至少要冲洗15分钟。也可用3%氨水或1%~5%三乙醇胺(三羟基代三乙胺)冲洗受伤的皮肤,然后进一步求医诊治。
毒性与环境
亚急性和慢性毒性:狗及大鼠长期暴露于1.1~2.2mg/m3浓度下无死亡;在5.6mg/m3浓度下,每天吸入6小时,动物不久开始发生死亡。
危险特性:极易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。在室温下遇潮湿空气能自燃。与氟、氯、溴等卤族元素会剧烈反应。并能与氟利昂灭火剂猛烈反应。与水或蒸汽反应会释出易燃的氢气,并且会腐蚀橡胶和某些塑料。
燃烧(分解)产物:氧化硼。对粘膜有较强的刺激作用,吸入后会很快侵袭至肺部并引起肺水肿和出血。长时间接触会损伤肝和肾。接触皮肤能引起严重的局部炎症并能导致皮炎。乙硼烷还能使嗅觉器官失灵。其毒性比氧氯化碳氢氰酸还大。
稳定性
1.在室温干燥状态下一般不燃烧,与潮湿空气接触,即使在低温也能发生爆炸性燃烧,产生绿色火焰。在室温下也能分解,分解产物随温度高低而变化,到500℃时完全分解成氢和硼。能与氨、甲醇乙醛乙醚及锂、钠、钾、钙、铝等金属激烈反应。
2.遇水分解变成氢及硼酸。蒸气压(3.00×104±133)Pa(-111.6℃)。红外光谱带3670(w)、2625(s)、2558(s)、2353(w)、1853(m)、1602(vs)、1197(s)、1178(s)、1154(s)。可以储存,但长期存放时就转变为氢及高级硼烷
3.稳定性:稳定
4.禁配物:强氧化剂、碱、氟、氯、溴等卤族元素、水、四氯化碳
5.避免接触的条件:潮湿空气
6.聚合危害:不聚合
应急处理
泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即进行隔离,小泄漏时隔离300米,大泄漏时隔离450米,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
急救措施
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
灭火方法:切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:二氧化碳。禁用水柱和泡沫。
废气处理方法
(1)用水或碱溶液吸收。
(2)在严格控制下燃烧。
(3)把燃烧产物B2O3用活性碳吸附或用水吸收。
(4)用专用吸附剂吸附。
(5)用惰性气体稀释后排放。
储运特性
库房通风低温干燥;轻装轻卸
灭火剂
雾状水
职业标准
TWA0.1毫克/立方米;STEL0.3毫克/立方米
1.气体钢瓶要存放在通风良好的室外或强制通风的室内,远离火源,并且使其温度始终保持在20℃以下。不可与卤族元素氧化剂、氧及水接近。乙三氟化硼一旦燃烧,一般很难扑灭,最有效的处理方法是及时阻止硼烷泄露,并防止火灾向周围蔓延。
2.储存注意事项 储存于阴凉、通风良好的专用库房内,实行“双人收发、双人保管”制度。远离火种、热源。库温不超过25℃,相对湿度不超过75%。应与氧化剂、碱类、卤素、食用化学品分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
用途
用作高纯度硼单晶及十硼氢的原料,也用作半导体工业的掺杂源
2.乙硼烷是半导体制造中用作硅材料的p型掺杂源,在半导体工业中得到广泛应用,用于半导体生产,硅和锗的外延生长、钝化、扩散和离子注入。随着大规模集成电路集成度的提高,对B2H6纯度的要求也越来越高。还可用作火箭和导弹高能燃料
3.可用作火箭和导弹的高能燃料,也可用于半导体生产,硅和锗的外延生长、钝化、扩散和离子注入。用于制药、金属焊接和有机合成等领域。
4.用作聚合催化剂、火箭和导弹的高能燃料,也用于有机合成。
参考资料
乙硼烷.智程气体.2024-01-19
乙硼烷10%B2H6/H2.RUIER.2024-01-19
乙硼烷基本信息.baike.2024-01-19
目录
概述
理化常数
概述
结构
合成方法
危害
健康危害
毒性与环境
稳定性
应急处理
泄漏应急处理
急救措施
废气处理方法
储运特性
用途
参考资料