బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్

From LTRC
Revision as of 18:13, 4 October 2026 by Abhinaya (talk | contribs) (ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Boron trifluoride” వ్యాసానికి తెలుగు అనువాదం)
(diff) ← Older revision | Latest revision (diff) | Newer revision → (diff)

ఎక్సోథర్మిక్ వియోగం [1] (అన్‌హైడ్రస్)
చాలా బాగా కరుగుతుంది (డైహైడ్రేట్) >50 atm (20 °C)[2] [3] C 1 ppm (3 mg/m3)[2] C 1 ppm (3 mg/m3)[2] 25 ppm[2] 1227 ppm (ఎలుక, 2 గంటలు)
39 ppm (గినియా పిగ్, 4 గంటలు)
418 ppm (ఎలుక, 4 గంటలు)[4][5]

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ అనేది BF3 రసాయన సంకేతాన్ని కలిగిన ఒక అకర్బన సమ్మేళనం. ఈ ఘాటైన, రంగులేని మరియు విషపూరిత వాయువు తేమతో కూడిన గాలిలో తెల్లని పొగలను విడుదల చేస్తుంది. ఇది ఒక ఉపయోగకరమైన లూయిస్ ఆమ్లం మరియు ఇతర బోరాన్ సమ్మేళనాల తయారీకి బహుముఖ బిల్డింగ్ బ్లాక్.

నిర్మాణం మరియు బంధం

BF3 అణువు యొక్క జ్యామితి ట్రైగోనల్ ప్లానార్. దీని D3h సౌష్టవం VSEPR సిద్ధాంతం యొక్క అంచనాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. అధిక సౌష్టవం కారణంగా ఈ అణువుకు డైపోల్ మూమెంట్ ఉండదు. ఈ అణువు కార్బోనేట్ అయాన్, CO3(2-) తో ఐసోఎలక్ట్రానిక్.

BF3ని సాధారణంగా "ఎలక్ట్రాన్ లోపం ఉన్నది" అని పిలుస్తారు, ఈ వివరణ లూయిస్ క్షారాల పట్ల దాని ఎక్సోథర్మిక్ చర్య ద్వారా బలపడుతుంది.

బోరాన్ ట్రైహాలైడ్లలో, BX3, B–X బంధాల పొడవు (1.30 Å) సింగిల్ బంధాల కోసం ఆశించిన దానికంటే తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు ఈ తక్కువ పొడవు ఫ్లోరైడ్‌లో బలమైన B–X π-బంధాన్ని సూచించవచ్చు. ఒక సులభమైన వివరణ బోరాన్ అణువుపై ఉన్న p ఆర్బిటాల్ మరియు ఫ్లోరిన్ అణువులపై ఉన్న మూడు సమానంగా అమర్చబడిన p ఆర్బిటాల్‌ల యొక్క ఇన్-ఫేజ్ కలయికతో సౌష్టవ-అనుమతించబడిన ఓవర్‌ల్యాప్‌ను సూచిస్తుంది. మరికొందరు BF3లోని బంధాల యొక్క అయానిక్ స్వభావాన్ని ఎత్తిచూపుతారు.[6]

సంశ్లేషణ మరియు నిర్వహణ

BF3 బోరాన్ ఆక్సైడ్లు మరియు హైడ్రోజన్ ఫ్లోరైడ్ చర్య ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది:

B2O3 + 6 HF → 2 BF3 + 3 H2O

సాధారణంగా HF సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు ఫ్లోరైట్ (CaF2) నుండి in situ (అక్కడికక్కడే) ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.[7] ప్రతి సంవత్సరం సుమారు 2300–4500 టన్నుల బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.

ప్రయోగశాల స్థాయి

ప్రయోగశాల స్థాయి చర్యల కోసం, BF3 సాధారణంగా బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఈథరేట్ ఉపయోగించి అక్కడికక్కడే ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, ఇది వాణిజ్యపరంగా లభించే ద్రవం.

ద్రావకం లేని పదార్థాల కోసం ప్రయోగశాల మార్గాలు అనేకం ఉన్నాయి. బాగా డాక్యుమెంట్ చేయబడిన మార్గం [BF4]- యొక్క డయాజోనియం ఉప్పుల ఉష్ణ వియోగం:

[PhN2]+[BF4]− → PhF + BF3 + N2

ఇది బోరాన్ ట్రైఆక్సైడ్ మరియు సోడియం టెట్రాఫ్లోరోబోరేట్ మిశ్రమాన్ని సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో చికిత్స చేయడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది:[8]

6 Na[BF4] + B2O3 + 6 H2SO4 → 8 BF3 + 6 NaHSO4 + 3 H2O

ప్రత్యామ్నాయంగా, బోరాన్ ట్రైబ్రోమైడ్ వివిధ ఆర్గానోఫ్లోరిన్ సమ్మేళనాలను ఆర్గానోబ్రోమిన్లుగా మారుస్తుంది, ట్రైఫ్లోరైడ్ వాయువును విడుదల చేస్తుంది:[9]

3 R–F + BBr3 → 3 R–Br + BF3

లక్షణాలు

అన్‌హైడ్రస్ బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ యొక్క మరిగే స్థానం −100.3 °C మరియు క్రిటికల్ ఉష్ణోగ్రత −12.3 °C, కాబట్టి దీనిని ఆ ఉష్ణోగ్రతల మధ్య మాత్రమే రిఫ్రిజిరేటెడ్ ద్రవంగా నిల్వ చేయవచ్చు. నిల్వ లేదా రవాణా పాత్రలను అంతర్గత పీడనాన్ని తట్టుకునేలా రూపొందించాలి, ఎందుకంటే రిఫ్రిజిరేషన్ వ్యవస్థ విఫలమైతే పీడనం 49.85 బార్ (4.985 MPa) యొక్క క్రిటికల్ పీడనం వరకు పెరగవచ్చు.[10]

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ తినివేయు స్వభావం కలది. బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్‌ను నిర్వహించే పరికరాలకు తగిన లోహాలలో స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, మోనెల్, మరియు హ్యాస్టెల్లాయ్ ఉన్నాయి. తేమ సమక్షంలో ఇది స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌తో సహా ఉక్కును తినివేస్తుంది. ఇది పాలిఅమైడ్లతో చర్య జరుపుతుంది. పాలిటెట్రాఫ్లోరోఎథిలీన్, పాలిక్లోరోట్రైఫ్లోరోఎథిలీన్, పాలివినైలిడిన్ ఫ్లోరైడ్, మరియు పాలిప్రొఫైలిన్ సంతృప్తికరమైన నిరోధకతను చూపుతాయి. పరికరాల్లో ఉపయోగించే గ్రీజు ఫ్లోరోకార్బన్ ఆధారితమైనదై ఉండాలి, ఎందుకంటే బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ హైడ్రోకార్బన్ ఆధారిత గ్రీజులతో చర్య జరుపుతుంది.[11]

చర్యలు

అల్యూమినియం మరియు గాలియం ట్రైహాలైడ్ల వలె కాకుండా, బోరాన్ ట్రైహాలైడ్లన్నీ మోనోమర్ రూపంలో ఉంటాయి. ఇవి వేగవంతమైన హాలైడ్ మార్పిడి చర్యలకు లోనవుతాయి:

BF3 + BCl3 → BF2Cl + BCl2F

ఈ మార్పిడి ప్రక్రియ సులభతరం కావడం వల్ల, మిశ్రమ హాలైడ్లను స్వచ్ఛమైన రూపంలో పొందలేము.

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఒక బహుముఖ లూయిస్ ఆమ్లం, ఇది ఫ్లోరైడ్ మరియు ఈథర్ వంటి లూయిస్ క్షారాలతో అడక్ట్లను ఏర్పరుస్తుంది:

CsF + BF3 → Cs[BF4]
O(CH2CH3)2 + BF3 → BF3*O(CH2CH3)2

టెట్రాఫ్లోరోబోరేట్ లవణాలు సాధారణంగా నాన్-కోఆర్డినేటింగ్ అయాన్లుగా ఉపయోగించబడతాయి. డైఇథైల్ ఈథర్తో ఏర్పడే అడక్ట్, బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ డైఇథైల్ ఈథరేట్, లేదా కేవలం బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఈథరేట్, (BF3*O(CH2CH3)2) సులభంగా నిర్వహించగల ద్రవం మరియు తద్వారా BF3 యొక్క ప్రయోగశాల వనరుగా విస్తృతంగా కనిపిస్తుంది.[12] మరొక సాధారణ అడక్ట్ డైమిథైల్ సల్ఫైడ్ (BF3*S(CH3)2)తో ఏర్పడేది, దీనిని నీట్ ద్రవంగా నిర్వహించవచ్చు.[13]

తులనాత్మక లూయిస్ ఆమ్లత్వం

మూడు తేలికపాటి బోరాన్ ట్రైహాలైడ్లు, BX3 (X = F, Cl, Br) సాధారణ లూయిస్ క్షారాలతో స్థిరమైన అడక్ట్లను ఏర్పరుస్తాయి. వాటి సాపేక్ష లూయిస్ ఆమ్లత్వాలను అడక్ట్-ఏర్పరిచే చర్య యొక్క సాపేక్ష ఎక్సోథర్మిసిటీల పరంగా అంచనా వేయవచ్చు. ఇటువంటి కొలతలు లూయిస్ ఆమ్లత్వం కోసం కింది క్రమాన్ని వెల్లడించాయి:

BF3 < BCl3 < BBr3 < BI3 (అత్యంత బలమైన లూయిస్ ఆమ్లం)

ఈ ధోరణి సాధారణంగా ప్లానార్ బోరాన్ ట్రైహాలైడ్‌లో ఉండే π-బంధం స్థాయికి ఆపాదించబడుతుంది, ఇది BX3 అణువు యొక్క పిరమిడలైజేషన్ సమయంలో కోల్పోతుంది. ఇది ఈ ధోరణిని అనుసరిస్తుంది:

BF3 > BCl3 > BBr3 < BI3 (అత్యంత సులభంగా పిరమిడలైజ్ చేయబడేది)

అయితే, π-బంధం యొక్క సాపేక్ష బలాన్ని అంచనా వేయడానికి ప్రమాణాలు స్పష్టంగా లేవు. ఒక సూచన ఏమిటంటే, పెద్ద Cl మరియు Br అణువులతో పోలిస్తే F అణువు చిన్నది. ఫలితంగా, బోరాన్ మరియు హాలోజన్ మధ్య బంధం పొడవు ఫ్లోరిన్ నుండి అయోడిన్‌కు వెళ్లేటప్పుడు పెరుగుతుంది, అందువల్ల ఆర్బిటాల్‌ల మధ్య ప్రాదేశిక ఓవర్‌ల్యాప్ మరింత కష్టమవుతుంది. F యొక్క pz లోని లోన్ పెయిర్ ఎలక్ట్రాన్ సులభంగా మరియు త్వరగా బోరాన్ యొక్క ఖాళీ pz ఆర్బిటాల్‌కు దానం చేయబడుతుంది మరియు ఓవర్‌ల్యాప్ అవుతుంది. ఫలితంగా, F యొక్క పై డొనేషన్ Cl లేదా Br కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ప్రత్యామ్నాయ వివరణలో, BF3 కోసం తక్కువ లూయిస్ ఆమ్లత్వం F3B\sL అడక్ట్లలోని బంధం యొక్క సాపేక్ష బలహీనతకు ఆపాదించబడింది.[14][15]

మరొక వివరణ ఏమిటంటే, ప్రతి ఉన్నత కాలంలోని pz ఆర్బిటాల్‌లు అదనపు నోడల్ ప్లేన్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఆ ప్లేన్ యొక్క ప్రతి వైపు వేవ్ ఫంక్షన్ యొక్క వ్యతిరేక సంకేతాలను కలిగి ఉంటాయి. ఇది ఒకే బంధంలో బంధం మరియు యాంటీబాండింగ్ ప్రాంతాలకు దారితీస్తుంది, ఇది సమర్థవంతమైన ఓవర్‌ల్యాప్‌ను తగ్గిస్తుంది మరియు తద్వారా ఆమ్లత్వానికి అడ్డుపడే π-డొనేషన్‌ను తగ్గిస్తుంది.

జలవిశ్లేషణ (Hydrolysis)

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ నీటితో చర్య జరిపి బోరిక్ ఆమ్లం మరియు ఫ్లోరోబోరిక్ ఆమ్లం ఇస్తుంది. ఈ చర్య అక్వో అడక్ట్, H2O\sBF3 ఏర్పడటంతో ప్రారంభమవుతుంది, ఇది తర్వాత HFని కోల్పోయి బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్‌తో ఫ్లోరోబోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఇస్తుంది.[16]

4 BF3 + 3 H2O → 3 H[BF4] + B(OH)3

భారీ ట్రైహాలైడ్లు కూడా జలవిశ్లేషణ చెందుతాయి, కానీ బోరిక్ మరియు హైడ్రోహాలిక్ ఆమ్లాలుగా మారుతాయి, బహుశా టెట్రాహెడ్రల్ అయాన్లు [BCl4]- మరియు [BBr4]- యొక్క తక్కువ స్థిరత్వం కారణంగా కావచ్చు. ఫ్లోరోబోరిక్ ఆమ్లం యొక్క అధిక ఆమ్లత్వం కారణంగా, ఫ్లోరోబోరేట్ అయాన్‌ను డయాజోనియం అయాన్లు వంటి ప్రత్యేకించి ఎలక్ట్రోఫిలిక్ కాటయాన్‌లను వేరుచేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, వీటిని ఘనపదార్థాలుగా వేరు చేయడం కష్టం.

ఉపయోగాలు

ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఆర్గానిక్ సంశ్లేషణలో ఒక రియాజెంట్‌గా, సాధారణంగా లూయిస్ ఆమ్లంగా అత్యంత ముఖ్యమైనది.[17] ఉదాహరణలు:

ఇతర ఉపయోగాలు

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ యొక్క ఇతర, తక్కువ సాధారణ ఉపయోగాలు:

ఆవిష్కరణ

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ 1808లో జోసెఫ్ లూయిస్ గే-లుసాక్ మరియు లూయిస్ జాక్వెస్ థెనార్డ్ ద్వారా కనుగొనబడింది, వారు కాల్షియం ఫ్లోరైడ్ను విట్రిఫైడ్ బోరిక్ ఆమ్లంతో కలపడం ద్వారా "ఫ్లూరిక్ ఆమ్లం" (అంటే, హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం)ను వేరు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. ఫలితంగా వచ్చిన ఆవిర్లు గాజును చెక్కలేకపోయాయి, కాబట్టి వారు దీనికి ఫ్లూబోరిక్ గ్యాస్ అని పేరు పెట్టారు.[21][22]

ఇవి కూడా చూడండి

సూచనలు

  1. ↑ (16 August 1995). Prudent Practices in the Laboratory. nap.edu. ISBN 978-0-309-05229-0. doi:10.17226/4911.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 0062
  3. ↑ .
  4. ↑ Boron trifluoride
  5. ↑ Inc, New Environment. New Environment Inc. - NFPA Chemicals. www.newenv.com.
  6. ↑ Gillespie, Ronald J.. (1998). "Covalent and Ionic Molecules: Why Are BeF2 and AlF3 High Melting Point Solids whereas BF3 and SiF4 Are Gases?". Journal of Chemical Education. 75 (7) 923. doi:10.1021/ed075p923.
  7. ↑ (2001). "Inorganic Chemistry". Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  8. ↑ 8.0 8.1 Brauer, Georg. (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 1 220 & 773. Academic Press. ISBN 978-0121266011.
  9. ↑ Hegedüs, Kristof. (11 Jan 2019). Performing a halogen exchange, a HalEx reaction on..... Pictures from an Organic Chemistry Laboratory.
  10. ↑ (1999). "Chemical Properties Handbook". 25. McGraw-Hill.
  11. ↑ (2016-12-15). Boron trifluoride. Gas Encyclopedia.
  12. ↑ (2007). "Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis". ISBN 978-0471936237. doi:10.1002/9780470842898.rb249.pub2.
  13. ↑ (2001). "Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis". ISBN 0471936235. doi:10.1002/047084289X.rb247.
  14. ↑ (1974). "Group V Chalcogenide Complexes of Boron Trihalides". Canadian Journal of Chemistry. 52 (11) 2016–2020. doi:10.1139/v74-291.
  15. ↑ (1993). "A Computational Analysis of the Bonding in Boron Trifluoride and Boron Trichloride and their Complexes with Ammonia". Inorganic Chemistry. 32 (12) 2622–2625. doi:10.1021/ic00064a008.
  16. ↑ Wamser, C. A.. (1951). "Equilibria in the System Boron Trifluoride–Water at 25°". Journal of the American Chemical Society. 73 (1) 409–416. doi:10.1021/ja01145a134.
  17. ↑ Heaney, H.. (2001). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. ISBN 0-471-93623-5. doi:10.1002/047084289X.rb250.
  18. ↑ (1991). Boron Trifluoride in the Synthesis of Plant Phenolics: Synthesis of Phenolic Ketones and Phenyl Stryl Ketones. Journal of Tennessee Academy of Science. 66 (1) 1–8.
  19. ↑ (1935). "Organic Reactions with Boron Fluoride. IX. The Alkylation of Phenol with Alcohols". Journal of the American Chemical Society. 57 (4) 709–711. doi:10.1021/ja01307a034.
  20. ↑ Boron Trifluoride (BF3) Applications. Honeywell.
  21. ↑ (1809). "Sur l'acide fluorique". Annales de Chimie. 69 204–220.
  22. ↑ (1809). Des propriétés de l'acide fluorique et sur-tout de son action sur le métal de la potasse. Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d'Arcueil. 2 317–331.

బాహ్య లింకులు

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Boron trifluoride” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Boron_trifluoride ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=బోరాన్_ట్రైఫ్లోరైడ్&oldid=1420"