ثلاثي فلوريد البورون

Boron trifluoride

الأسماء
أسماء أخرى Boron fluoride, Trifluoroborane
المُعرِّفات
رقم CAS
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:33093 Y
ChemSpider	6116 Y
ECHA InfoCard	100.028.699
رقم EC	231-569-5
PubChem CID	6356
رقم RTECS	ED2275000
UNII	7JGD48PX8P N
UN number	Compressed: 1008. Boron trifluoride dihydrate: 2851.
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID7041677
InChI InChI=1S/BF3/c2-1(3)4 Y Key: WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N Y
SMILES FB(F)F
الخصائص
الصيغة الجزيئية	BF3
كتلة مولية	67.82 g/mol (anhydrous) 103.837 g/mol (dihydrate)
المظهر	colorless gas (anhydrous) colorless liquid (dihydrate)
الكثافة	0.00276 g/cm3 (anhydrous gas) 1.64 g/cm3 (dihydrate)
نقطة الانصهار
نقطة الغليان
قابلية الذوبان في الماء	exothermic decomposition (anhydrous) very soluble (dihydrate)
قابلية الذوبان	soluble in benzene, toluene, hexane, chloroform and methylene chloride
ضغط البخار	>50 atm (20°C)
Dipole moment	0 D
الكيمياء الحرارية
الإنتالپية المعيارية للتشكل ΔfHo298	-1137 kJ/mol
Standard molar entropy So298	254.3 J/mol K
سعة الحرارة النوعية، C	50.46 J/mol K
المخاطر
صفحة بيانات السلامة	ICSC 0231
ن.م.ع. مخطط تصويري
ن.م.ع. كلمة الاشارة	DANGER
ن.م.ع. عبارات المخاطر	H314, H330
NFPA 704 (معيـَّن النار)	0 3 1
نقطة الوميض	غير قابل للاشتعال
الجرعة أو التركيز القاتل (LD, LC):
LC50 (التركيز الأوسط)	1227 ppm (mouse, 2 hr) 39 ppm (guinea pig, 4 hr) 418 ppm (rat, 4 hr)
حدود التعرض الصحية بالولايات المتحدة (NIOSH):
PEL (المسموح)	C 1 ppm (3 mg/m3)
REL (الموصى به)	C 1 ppm (3 mg/m3)
IDLH (خطر عاجل)	25 ppm
مركبات ذا علاقة
أنيونات أخرى	ثلاثي كلوريد البورون ثلاثي بروميد البورون ثلاثي يوديد البورون
كاتيونات أخرى	فلوريد الألومنيوم فلوريد الگاليوم الثلاثي فلوريد الإنديوم الثلاثي فلوريد الثاليوم الثلاثي
مركـّبات ذات علاقة	أحادي فلوريد البورون
ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
N verify (what is YN ?)
مراجع الجدول

ثلاثي فلوريد البورون هو مركب كيميائي من الفلور والبورون له الصيغة الكيميائية BF₃، ويكون على شكل غاز عديم اللون.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التحضير

حضر ثلاثي فلوريد البورون لأول مرة سنة 1808 من قبل لوي جوزيف غي ـ لوساك ولوي جاك تينار، واللذان كانا يحاولان تحضير وعزل حمض الفلوريك (أي حمض الهيدروفلوريك) من تفاعل فلوريد الكالسيوم مع حمض البوريك المزجج، حيث كانت الغازات الناتجة غير قادرة على تنميش الزجاج، فأطلقوا اسم غاز الفلوبوريك عليها.

يمكن أن يحضّر ثلاثي فلوريد البورون بعدة طرق، منها إجراء تفاعل بين ثلاثي أكسيد البورون مع حمض الهيدروفلوريك:

$\mathrm {B_{2}O_{3}\ +\ 6\ HF\ \longrightarrow \ 2\ BF_{3}\ +\ 3\ H_{2}O}$

تقنياً، يحضّر المركب من تسخين أكسيد البورون أو البوراكس مع معدن الفلوريت بوجود حمض الكبريتيك المركز. ينتج على المستوى الصناعي ما يتراوح بين 2300 إلى 4500 طن من ثلاثي فلوريد البورون سنوياً.

أما مخبرياً، فيمكن التحضير من التفكك الحراري لرباعي فلورو بورات أملاح الديازونيوم.

من طرق التحضير الأخرى، إجراء تفاعل بين رباعي فلوروبورات البوتاسيوم أو رباعي فلوروبورات الصوديوم مع أكسيد البورون:

$\mathrm {KBF_{4}\ +\ 2\ B_{2}O_{3}\ \longrightarrow \ BF_{3}\ +\ KF\cdot B_{4}O_{6}}$

يمكن أن يجري التفاعل بوجود حمض الكبريتيك المركز:

$\mathrm {6\ NaBF_{4}\ +\ B_{2}O_{3}\ +\ 6\ H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ 8\ BF_{3}\ +\ 6\ NaHSO_{4}\ +\ 3\ H_{2}O}$

كما يمكن التحضير من تفاعل حمض البوريك مع حمض فلورو الكبريتيك:

$\mathrm {H_{3}BO_{3}\ +\ 3\ HSO_{3}F\ \longrightarrow \ BF_{3}\ +\ 3\ H_{2}SO_{4}}$

 الخواص

تشكيل معقد تناسقي بين ثلاثي فلوريد البورون مع الأمونياك

إن مركب ثلاثي فلوريد البورون عبارة عن غاز سام عديم اللون وأكّال، وتبلغ قيمة النقطة الحرجة له −12.3 °س. يعد BF₃ من أحماض لويس القوية، ويقوم بتشكيل العديد من المعقّدات التناسقية.

يكون لثلاثي فلوريد البورون بنية جزيئية مستوية ثلاثية، ويكون للرابطة B-F طول مقداره 131.3 بيكومتر، والذي يزداد إلى 136.7 عند تشكيل معقدات تناسقية. تستخدم معقدات ثلاثي فلوريد البورون مع ثنائي إيثيل الإيثر (BF₃ · O(Et)₂) أو مع كبريتيد ثنائي الميثيل (BF₃ · S(Me)₂) من أجل الحصول على سائل كمصدر للمركب، مما يسهل التعامل معه في المختبر.

يتفاعل ثلاثي فلوريد البورون مع الماء بعنف، حيث يتفكك إلى حمض البوريك وحمض هيدروفلوروبوريك. على العكس من هاليدات البورون الأخرى، فإن BF₃ لا يحدث له تفاعل حلمهة مباشر، إنما تحدث هناك سلسلة من عدة تفاعلات يتشكل فيها نواتج إضافة:

$\mathrm {BF_{3}\ +\ H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{2}O^{+-}BF_{3}}$

$\mathrm {H_{2}O^{+-}BF_{3}\ +\ H_{2}O\ \rightleftharpoons \ [H_{3}O][BF_{3}OH]}$

$\mathrm {[H_{3}O][BF_{3}OH]\ +\ H_{2}O\ \rightleftharpoons \ B(OH)_{3}\ +\ 3\ HF}$

إن تفاعل الحلمهة يكون غير مكتملاً في حال وجود هاليدات أخرى للبورون، وذلك بسبب تشكل أيون رباعي فلوروبورات ⁻BF₄ رباعي السطوح الخامل.

$\mathrm {BF_{3}\ +\ HF\longrightarrow \ HBF_{4}}$

كما أن نواتج تفاعل الحلمهة تتفاعل لاحقاً لتشكل حمض رباعي فلورو البوريك، والذي يوجد على شكل ملح أكسونيوم.

$\mathrm {B(OH)_{3}\ +\ 4\ HF\ \rightleftharpoons \ [H_{3}O][BF_{4}]\ +\ 2\ H_{2}O}$

 الاستخدامات

يستخدم ثلاثي فلوريد البورون ككاشف مهم في الاصطناع العضوي وذلك نظراً لخصائص حمض لويس، حيث يقوم بتحفيز تفاعلات البلمرة في مركبات بولي إيثر غير المشبعة.

كما يستخدم المركب كحفاز في العديد من تفاعلات التماكب والألكلة والتكاثف، بالإضافة إلى تفاعل إضافة ألدول موكاياما.

 الاكتشاف

ثلاثي فلوريد البورون اكتشفه في 1808 كل من جوزيف لوي گي-لوساك و لوي جاك ثينار، اللذان كانا يحاولات عزل "حمض الفلوريك" (أي حمض الهيدروفلوريك) بجمع فلوريد الكالسيوم مع حمض البوريك المزجج. فشلت الأبخرة الناتجة في أن تخدش الزجاج، ولذلك سمياها غاز الفلوبوريك.