Senyawa Boron dan Kegunaannya

Next page: 1 2

Dalam senyawanya boron menunjukkan keadaan oksidasi +3. Tiga pertama energi ionisasi boron, bagaimanapun, jauh terlalu tinggi untuk memungkinkan pembentukan senyawa yang mengandung ion B^{3 +}; dengan demikian, dalam semua senyawa boron akan terikat secara kovalen. Artinya, salah satu dari boron berelektron 2s dipromosikan ke orbital 2p, memberikan konfigurasi elektron luar 2s¹2p²; s dan orbital p kemudian dapat dicampur untuk memberikan hibrida sp² dan sp³, yang memungkinkan boron menjadi koordinasi masing-masing tiga dan empat. Derivatif koordinasi tiga (misalnya, halida, alkil, aryls) adalah molekul planar yang mudah membentuk donor-akseptor kompleks (disebut adduct), dengan senyawa yang mengandung pasangan elektron mandiri; di hasil adisi ini atom boron terkoordinasi menjadi empat, empat kelompok yang tetrahedrallynya dibuang di sekitarnya. Obligasi tetrahedral hasil dari penerimaan sepasang unshared elektron dari donor atom-baik molekul netral atau anion. Hal ini memungkinkan berbagai struktur untuk terbentuk. Borat padat menunjukkan lima jenis struktur yang melibatkan beberapa anion (yaitu, BO₃^3-, yang terbentuk dari boron dan oksigen) dan obligasi bersama-elektron. Borat yang paling familiar adalah natrium tetraborat, umumnya dikenal sebagai boraks, Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O, yang terjadi secara alami pada garam bed. Borax telah lama digunakan dalam sabun dan antiseptik ringan. Karena kemampuannya untuk melarutkan logam oksida, juga telah menemukan aplikasi yang luas sebagai fluks solder.

Iklan oleh Google

Senyawa boron lain dengan aplikasi industri yang beragam adalah asam borat, H₃BO₃. Boron ini bersifat padat, juga disebut berkenaan dgn boraks putih, atau orthoboric, asam, diperoleh dengan memperlakukan larutan pekat boraks dengan asam sulfat atau klorida. Asam borat umumnya digunakan sebagai antiseptik ringan untuk luka bakar dan luka permukaan dan merupakan bahan utama dalam lotion mata. Di antara aplikasi lain yang penting adalah penggunaannya sebagai penghambat api dalam kain, dalam larutan untuk menyepuh nikel atau untuk penyamakan kulit, dan sebagai unsur utama dalam katalis untuk berbagai reaksi kimia organik. Setelah pemanasan, asam borat kehilangan air dan membentuk asam metaboric, HBO₂; pengurangan air lebih lanjut dalam prosesnya asam metaboric membentuk boron oksida, B₂O₃. Boron yang terakhir ini dicampur dengan silika untuk membuat kaca tahan panas (kaca borosilikat) untuk digunakan dalam panci memasak dan beberapa jenis peralatan laboratorium. Boron digabungkan dengan karbon untuk membentuk boron karbida (B₄C), zat yang sangat keras yang digunakan sebagai zat abrasif dan sebagai agen penguat dalam material komposit.

Boron digabungkan dengan berbagai logam untuk membentuk sebuah kelas senyawa yang disebut borida. Borida biasanya lebih keras, kurang reaktif, dan elektrik kurang resistif dan memiliki titik lebur yang lebih tinggi dari unsur-unsur logam murni. Beberapa borida adalah salah satu yang paling sulit dan paling tahan panas dari semua zat yang dikenal. Boride aluminium (AlB₁₂), misalnya, digunakan dalam banyak kasus sebagai pengganti debu berlian untuk grinding dan polishing.

Dengan nitrogen, boron membentuk boron nitride (BN), seperti karbon, bisa eksis dalam dua bentuk allomorphic (identik secara kimiawi tapi berbeda secara fisik). Salah satu dari mereka memiliki struktur lapisan yang menyerupai grafit, sedangkan yang lain memiliki struktur kristal kubik mirip dengan berlian. Bentuk allotropic terakhir, disebut borazon, mampu menahan oksidasi pada temperatur yang lebih tinggi dan sangat keras. Sifat inilah yang membuatnya berguna sebagai alat abrasif suhu tinggi.

Boron bereaksi dengan semua elemen halogen untuk memberikan monomer, trihalides sangat reaktif (BX₃, di mana X adalah halogen atom-F, Cl, Br, atau I). Yang disebut asam Lewis mudah membentuk senyawa kompleks dengan amina, phosphines, eter, dan ion halida. Contoh pembentukan senyawa kompleks antara boron triklorida dan trimetilamina, serta antara boron trifluorida dan ion fluorida, ditunjukkan dalam persamaan berikut: 

di mana berat dot menunjukkan bahwa ikatan terbentuk antara atom nitrogen dan boron. Ketika boron triklorida dilewatkan pada tekanan rendah melalui perangkat yang memberikan alirkan listrik, diboron tetraklorida, Cl₂B-Bcl₂, dan tetraboron tetraklorida, B₄Cl₄, terbentuk. Diboron tetraklorida terurai pada suhu kamar untuk memberikan serangkaian monochlorides yang memiliki rumus umum (BCL) n, di mana n mungkin 8, 9, 10, atau 11; senyawa dengan rumus B₈Cl₈ dan B₉Cl₉ diketahui mengandung kandang tertutup atom boron.

Boron juga membentuk serangkaian halida dengan rumus umum BnXn, yang juga mengandung kandang tertutup atom boron. Salah satu contoh adalah B₄Cl₄ boron klorida. Sayangnya, halida ini sanyat menarik, yang sebagian besar sangat berwarna kontras dengan derivatif boron lebih khas, yang sangat sulit untuk disiapkan dan ditangani. Substansi B₄Cl₄ misalnya, dapat dibuat hanya dalam jumlah miligram, dan teknik listrik-discharge kompleks diperlukan untuk produksinya; lebih jauh lagi, senyawa ini terbakar secara spontan di udara dan cepat terurai baik oleh air dan bahkan oleh grease yang digunakan untuk melumasi peralatan vakum udara.

Dengan hidrogen, boron membentuk serangkaian senyawa yang disebut boran, boran yang paling sederhana adalah diborane (B₂H₆). Struktur molekul dan sifat kimia dari hidrida boron ini unik di antara senyawa anorganik. Biasanya, struktur molekul mereka mengungkapkan beberapa atom boron dan hidrogen dikelilingi atau terikat ketat oleh lebih atom daripada yang dapat dijelaskan oleh ikatan pasangan elektron untuk setiap pasangan atom. Varians ini menyebabkan konsep ikatan kimia yang terdiri dari pasangan elektron tidak terlokalisasi antara dua atom tetapi dibagi oleh tiga atom (tiga pusat ikatan dua elektron). Tiga obligasi berpusat pada dua elektron yang tidak biasa menyebabkan berbagai senyawa boron hidrida polyhedral. Yang paling umum dan terkenal ialah boron hidrida termasuk anion decahydro-Closo-decaborate ([B₁₀H₁₀] ^2-) dan dodecahydro-Closo-dodecaborate ([B₁₂H₁₂] ^2-). Ketika cluster hidrida boron, termasuk atom karbon, membentuk carboranes, atau carbaboranes (menurut International Union of Pure and Applied Chemistry nomenclature). Cluster karborana paling sering ditemui adalah dicarbaborane ikosahedral (C₂B₁₀H₁₂). Tergantung pada lokasi dari atom karbon di kandang boron, dicarbaboranes diklasifikasikan menjadi tiga isomer: orto-karborana (1,2-C₂B₁₀H₁₂), meta-karborana (1,7-C₂B₁₀H₁₂), dan para-karborana (1,12 -C₂B₁₀H₁₂). Boran polyhedral dan carboranes memiliki aplikasi dalam bidang-bidang seperti penyimpanan hidrogen dan obat-obatan, dan mereka juga bertindak sebagai blok bangunan untuk struktur makromolekul dendritik. Diborane digabungkan dengan berbagai senyawa untuk membentuk sejumlah besar boron atau borana derivatif, termasuk senyawa boron organik (misalnya alkil- atau aril-boran yang diaduk dengan aldehida).

Kehadiran senyawa boron dapat dideteksi secara kualitatif oleh warna hijau yang diberikan kepada nyala laboratorium, atau Bunsen, burner. Secara kuantitatif, boron paling mudah dianalisis dengan mengubah material yang akan dianalisis menjadi asam borat dengan pemurnian dengan asam; asam mineral berlebih kemudian dinetralkan dan asam borat jauh lebih lemah dititrasi (dinetralkan berdasarkan volume-volumenya) dengan adanya gula, seperti manitol, untuk membuat asam terdeteksi.

Properti elemen
nomor atom	5
berat atom	10,811
titik lebur	2.200 ° C (4.000 ° F)
Titik didih	2550 ° C (4620 ° F)
berat jenis	2.34 (pada 20 ° C [68 ° F])
oksidasi	+3
elektron konfigurasi	1s22s22p1

Boron Part 1

Boron Part 2

Next page: 1 2