Χρήσεις και εφαρμογές του Diborane

Το διβοράνιο είναι μια οργανική ένωση και χημικά γράφεται ως B2 H6. Στα μόρια διβορανίου υπάρχουν τέσσερις τερματικοί δεσμοί βορίου-υδρογόνου και δύο γέφυρες βορίου-υδρογόνου-βορίου. Έχει γλυκιά οσμή και υπάρχει σε αέρια κατάσταση σε κανονική θερμοκρασία δωματίου. Είναι εύφλεκτο και εξαιρετικά τοξικό, επομένως δεν είναι βιώσιμο για την ανθρώπινη υγεία. Το διβοράνιο δεν υπάρχει φυσικά στο περιβάλλον αλλά παρασκευάζεται με εργαστηριακές ή βιομηχανικές μεθόδους. Τα σημεία βρασμού και τήξης του διβορανίου είναι πολύ χαμηλά λόγω της εύφλεκτης φύσης του. Στο μόριο του διβορανίου, υπάρχουν ομοιοπολικοί δεσμοί, καθώς και ιοντικοί δεσμοί.

Δομή 

Η συμμετρία της δομής του διβορανίου είναι Β2 Η6. Τέσσερα από τα υδρίδια είναι τερματικά, ενώ τα άλλα δύο λειτουργούν ως σύνδεσμος μεταξύ των κέντρων του βορίου. Ο δεσμός γέφυρας B-H και οι ακροδέκτες B-H έχουν τιμές Armstrong 1,33 και 1,19, αντίστοιχα. Η διαφορά στο μήκος του δεσμού αντανακλά τις διαφορετικές δυνάμεις τους, με τον δεσμό Β-Η να είναι ο ασθενέστερος από τους δύο.

Οι δονητικές δομές του τερματικού Β-Η και του δεσμού Β-Η στο υπέρυθρο φάσμα είναι περίπου 2100 και 2500 cm, υποδεικνύοντας την ευθραυστότητά τους. Η σύνδεση μεταξύ του βορίου και των τερματικών ατόμων υδρογόνου ορίζεται από τη μοριακή θεωρία ως ομοιοπολικοί δεσμοί δύο κέντρων και δύο ηλεκτρονίων.

Ωστόσο, σε αντίθεση με ενώσεις όπως οι υδρογονάνθρακες, ο δεσμός μεταξύ του ατόμου υδρογόνου που γεφυρώνει και των ατόμων βορίου είναι διακριτός. Κάθε βόριο χρειάζεται δύο ηλεκτρόνια για να συνδεθεί με τερματικά άτομα υδρογόνου και έχει ένα ηλεκτρόνιο σθένους που απομένει για περαιτέρω δεσμό. Κάθε ένα από τα άτομα υδρογόνου που γεφυρώνουν συνεισφέρει ένα ηλεκτρόνιο. Τα ομόλογα μπανάνας αποτελούνται από τέτοιου είδους δεσμούς.

Χρήσεις και εφαρμογές του διβορανίου

• Κατά τη δεκαετία του 1960, το διβοράνιο (B2 H6) χρησιμοποιήθηκε ως καύσιμο για τα έργα του διαστημόπλοιου, καθώς θεωρήθηκε ότι το διβοράνιο έχει κάποια ποσότητα αποθηκευμένης ενέργειας εκτός από τη χαμηλή μοριακή του μάζα.
• Το διβοράνιο (B2 H6) χρησιμοποιείται στη χημική διαδικασία της υδροβορίωσης επειδή χρησιμοποιείται ως δημοφιλές αντιδραστήριο, το οποίο δίνει σε μεγάλο βαθμό πρόσθετα προϊόντα κατά του Markovnikov.
• Στη διαδικασία πολυμερισμού των υδρογονανθράκων, το διβοράνιο (B2 H6) χρησιμοποιείται ως καταλύτης, που σημαίνει ότι το διβοράνιο υπάρχει στην αντίδραση και συμβάλλει στην αύξηση του ρυθμού της αντίδρασης πολυμερισμού χωρίς να αντιδράσει σε όλη τη διαδικασία.
• Στην παρασκευή ημιαγωγών, το διβοράνιο (B2 H6) χρησιμοποιείται ως παράγοντας ντόπινγκ, δηλαδή χρησιμοποιείται ως πρόσμειξη που προστίθεται στην αρχική χημική ουσία. Λόγω αυτού, παρουσιάζουν σε κάποιο βαθμό ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες.
• Το διβοράνιο (B2 H6) χρησιμοποιείται επίσης ως επιταχυντής ταχύτητας φλόγας στην παρασκευή ημιαγωγών.
• Όταν παράγεται καθαρό βόριο κατά την προπαρασκευαστική μέθοδο των ημιαγωγών, μπορούμε να πάρουμε το διβοράνιο (B2 H6) ως το ενδιάμεσο είδος.
• Το διβοράνιο (B2 H6) χρησιμοποιείται ως αντιδραστήριο επίστρωσης στα τοιχώματα της μηχανής της Tokamak για τη μείωση των ακαθαρσιών των βαρέων μετάλλων στο πλάσμα. Η μηχανή του Tokamak είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται στη διαδικασία έρευνας πυρηνικής σύντηξης για τον περιορισμό του πλάσματος χρησιμοποιώντας το μαγνητικό πεδίο.
• Το Diborane (B2 H6) χρησιμοποιείται ως βουλκανιστής από καουτσούκ στη διαδικασία πολυμερισμού και σε διάφορα αντικείμενα όπως ελαστικούς σωλήνες, σόλες παπουτσιών, παιχνίδια, γόμες, αμορτισέρ, μεταφορικές ταινίες κ.λπ.
• Το διβοράνιο (B2 H6) χρησιμοποιείται επίσης ως αναγωγικός παράγοντας σε πολλές χημικές αντιδράσεις, όπου αυτό το ίδιο οξειδώνεται για να αναχθεί οποιοδήποτε δεδομένο αντιδραστήριο παρέχοντας υδρογόνο. Το διβοράνιο μειώνει αποτελεσματικά το καρβοξυλικό οξύ στις αντίστοιχες αλκοόλες.

Συμπέρασμα

Το Diborane έχει πολλές χρήσεις στη χημική και επιστημονική μας ζωή. Χρησιμοποιείται ως αναγωγικός παράγοντας σε πολλές χημικές αντιδράσεις για την αναγωγή του δεδομένου αντιδραστηρίου. χρησιμοποιείται στη διαδικασία πολυμερισμού ως καταλύτης και κατά το σχηματισμό ημιαγωγών.