Tetraidruroborato

Tetraidruroborato è il nome dell'anione di formula BH₄⁻. Altri nomi per questa specie sono boroidruro e tetraidroborato, entrambi ancora usati anche se considerati obsoleti dalla IUPAC. BH₄⁻ è una specie tetraedrica, isostrutturale con le specie isoelettroniche CH₄ e NH₄⁺. La distanza B–H è di 126 pm. I termini boroidruro e tetraidruroborato sono usati anche per designare anioni derivati, che hanno formula generale BH_4-nX_n⁻, come ad esempio il cianoboroidruro (B(CN)H₃⁻) e il trietilboroidruro (B(C₂H₅)₃H⁻).

Tetraidruroborato
Modello dell'anione tetraidruroborato
Nome IUPAC
Tetraidruroborato(1–), boranuide
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	BH4−
Massa molecolare (u)	14,84
Indicazioni di sicurezza

L'anione BH₄⁻ è presente in molti sali; i più importanti sono il boroidruro di sodio e il boroidruro di litio. Questi composti sono largamente usati come riducenti in sintesi organica.

Storia

Il sale di litio dell'anione BH₄⁻ fu descritto nel 1940 da Hermann Irving Schlesinger e Herbert C. Brown. In seguito furono sintetizzati altri sali dei metalli alcalini, preparati secondo la reazione:

2MH + B₂H₆ → 2MBH₄     (M = Li, Na, K, ecc.)

Sintesi

In laboratorio i sali contenenti lo ione BH₄⁻ si possono preparare a partire da diborano o da trifluoruro di boro. Ad esempio:

2LiH + B₂H₆ → 2LiBH₄

4LiH + BF₃ → LiBH₄ + 3LiF

Industrialmente ci sono due processi per sintetizzare l'anione BH₄⁻. In entrambi i casi viene isolato il sale di sodio:

4NaH + B(OCH₃)₃ → NaBH₄ + 3NaOCH₃

Na₂B₄O₇ • 7SiO₂ +16Na +8H₂ → 4NaBH₄ + 7Na₂SiO₃

I sali formati con i metalli alcalini sono composti ionici di colore bianco, con punto di fusione elevato, sensibili all'umidità ma non all'ossigeno. Con metalli di transizione, lantanoidi e attinidi si formano composti covalenti, con basso punto di fusione o liquidi, facilmente volatili. I composti formati con i metalli alcalino terrosi hanno caratteristiche intermedie tra covalente e ionico.

Proprietà di coordinazione

Schema della struttura del composto Al(BH₄)₃. Ogni anione BH₄⁻ è coordinato η², cioè tramite due atomi di idrogeno.

Modello del composto Zr(BH₄)₄. Ogni anione BH₄⁻ è coordinato η³, cioè tramite tre atomi di idrogeno.

Pur essendo in genere considerato sostanzialmente non coordinante, l'anione BH₄⁻ ha una chimica di coordinazione molto ricca. BH₄⁻ può utilizzare legami a tre centri e due elettroni B–H–M per coordinarsi ad un metallo poco elettropositivo, e può farlo utilizzando uno, due o tre atomi di idrogeno (coordinazione η¹, η² o η³). Sono noti anche complessi contenenti anioni BH₄⁻ coordinati in modo differente (ad esempio [U(η²-BH₄)(η³-BH₄)₂(dimetilfosfinoetano)₂]) e casi dove BH₄⁻ può fungere da legante a ponte tra due metalli.

Bibliografia

• (EN) M. Besora e A. Lledós, Coordination Modes and Hydride Exchange Dynamics in Transition Metal Tetrahydroborate Complexes, in Structure and Bonding, vol. 130, 2008, pp. 149–202, DOI:10.1007/430_2007_076.
• (EN) N. G. Connelly, T. Damhus, R. M. Hartshorn e A. T. Hutton (a cura di), Nomenclature of Inorganic Chemistry - IUPAC Recommendations 2005 (PDF), Cambridge, UK, RCS Publishing, 2005, ISBN 0-85404-438-8.
• (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
• (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
• (EN) T. J. Marks e J. R. Kolb, Covalent transition metal, lanthanide, and actinide tetrahydroborate complexes, in Chem. Rev., vol. 77, n. 2, 1977, pp. 263–293, DOI:10.1021/cr60306a004.
• (EN) P. Rittmeyer e U. Wietelmann, Hydrides, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a13_199.
• (EN) H.C. Schlesinger e H.R. Brown, Metallo Borohydrides. III. Lithium Borohydride, in J. Am. Chem. Soc., vol. 62, n. 12, 1940, pp. 3429-3435, DOI:10.1021/ja01869a039.
• (EN) H.C. Schlesinger, H.R. Brown e L.R. Hoekstra, Reactions of Diborane with Alkali Metal Hydrides and Their Addition Compounds. New Syntheses of Borohydrides. Sodium and Potassium Borohydrides, in J. Am. Chem. Soc., vol. 75, n. 1, 1953, pp. 199–204, DOI:10.1021/ja01097a053.
• (EN) A. Züttel, A. Borgschulte e S.-I. Orimo, Tetrahydroborates as new hydrogen storage materials, in Scripta Materialia, vol. 56, n. 10, 2007, pp. 823-828, DOI:10.1016/j.scriptamat.2007.01.010.

Altri progetti

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Tetraidruroborato