ثلاثي كلوريد البورون (BCl3) هو مركب يتكون من ثلاث ذرات كلور مرتبطة بذرة بورون واحدة. يتم استخدامه في العمليات الصناعية المختلفة، مثل المواد الحفازة وككاشف في التخليق العضوي.
| اسم الأيوباك | ثلاثي كلوريد البورون |
| الصيغة الجزيئية | BCl3 |
| CAS رقم | 10294-34-5 |
| المرادفات | ثلاثي كلورو البوران؛ كلوريد البورون (III)، ثلاثي كلورو البوران، ثلاثي كلوروبور |
| إنتشي | InChI=1S/BCl3/c2-1(3)4 |
خصائص ثلاثي كلوريد البورون
صيغة ثلاثي كلوريد البورون
صيغة كلوريد البورون هي BCl3، وهو ما يمثل ذرة بورون واحدة مرتبطة بثلاث ذرات كلور. هذه صيغة جزيئية بسيطة ومباشرة تصف تركيبة هذا المركب.
ثلاثي كلوريد البورون الكتلة المولية
يمكن حساب الكتلة المولية لكلوريد البورون عن طريق إضافة الكتل الذرية للعناصر المكونة له. يمتلك البورون كتلة ذرية تبلغ حوالي 10.81 جرامًا لكل مول، ولكل ذرة كلور كتلة ذرية تبلغ حوالي 35.45 جرامًا لكل مول. ولذلك، فإن الكتلة المولية لـ BCl3 تبلغ حوالي 117.17 جرامًا لكل مول.
نقطة غليان ثلاثي كلوريد البورون
يحتوي كلوريد البورون على نقطة غليان منخفضة نسبيًا مقارنة بالعديد من المركبات الأخرى. يغلي عند حوالي -15.7 درجة مئوية أو 3.77 درجة فهرنهايت. وهذا يعني أنه عند درجات حرارة أعلى من هذه النقطة، يتغير كلوريد البورون من الطور السائل إلى الطور الغازي.
نقطة انصهار ثلاثي كلوريد البورون
نقطة انصهار كلوريد البورون منخفضة نسبيًا. يذوب عند -107.5 درجة مئوية أو -161.5 درجة فهرنهايت. عند درجات حرارة أقل من هذه النقطة، يتغير المركب من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
كثافة ثلاثي كلوريد البورون جم/مل
تبلغ كثافة كلوريد البورون حوالي 1.38 جرام لكل مليلتر. تشير هذه القيمة إلى كتلة المركب لكل وحدة حجم. ومن المفيد تحديد سلوك كلوريد البورون في التطبيقات المختلفة وفهم خصائصه الفيزيائية.
الوزن الجزيئي لثلاثي كلوريد البورون
يبلغ الوزن الجزيئي لكلوريد البورون حوالي 117.17 جرامًا لكل مول. تمثل هذه القيمة مجموع الكتل الذرية لجميع الذرات الموجودة في جزيء المركب، وهي مفيدة في العديد من الحسابات، مثل تحديد كمية كلوريد البورون في عينة معينة.
هيكل ثلاثي كلوريد البورون
يحتوي كلوريد البورون على بنية جزيئية مستوية مثلثية. وتتكون من ذرة بورون في المركز مرتبطة بثلاث ذرات كلور، مرتبة على شكل مثلث. يساهم هذا الهيكل في الخواص الفيزيائية والكيميائية للمركب.
ذوبان ثلاثي كلوريد البورون
كلوريد البورون ذو قابلية منخفضة للذوبان في الماء. وهو ضعيف الذوبان، مما يعني أنه يذوب فقط بدرجة محدودة في المحاليل المائية. ومع ذلك، فهو أكثر قابلية للذوبان في المذيبات العضوية مثل البنزين ورابع كلوريد الكربون. تؤثر قابلية ذوبان كلوريد البورون على سلوكه في التفاعلات الكيميائية والعمليات الصناعية المختلفة.
| مظهر | غاز عديم اللون |
| جاذبية معينة | 1,369 جم/مل |
| لون | عديم اللون |
| يشم | فدان |
| الكتلة المولية | 117.17 جرام/مول |
| كثافة | 1.38 جم/مل |
| نقطة الانصهار | -107.5 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | -15.7 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | يتفاعل |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل البنزين ورابع كلوريد الكربون |
| ضغط البخار | 623 ملم زئبق عند 20 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 3.24 (الهواء = 1) |
| pKa | غير قابل للتطبيق |
| الرقم الهيدروجيني | غير قابل للتطبيق |
سلامة ومخاطر ثلاثي كلوريد البورون
يثير كلوريد البورون العديد من اعتبارات السلامة والمخاطر. وهو مادة أكالة ويمكن أن يسبب حروقًا شديدة في الجلد والعينين والجهاز التنفسي عند ملامسته. استنشاق أبخرةه قد يسبب تهيج الجهاز التنفسي وتلف الرئة. كما أن المركب شديد التفاعل مع الماء، ويطلق غاز كلوريد الهيدروجين السام. من الضروري التعامل مع كلوريد البورون بحذر، باستخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة وضمان التهوية الكافية. في حالة التعرض العرضي، من الضروري الحصول على رعاية طبية فورية. بالإضافة إلى ذلك، يجب اتباع إجراءات التخزين والتعامل المناسبة لتجنب خطر الحريق والانفجار وانبعاث الغازات الخطرة.
| رموز الخطر | تآكل (ج) |
| وصف الأمان | ارتداء القفازات الواقية / حماية العين / حماية الوجه. لا تتنفس الغبار / الأبخرة / الغاز / الضباب / الأبخرة / الرذاذ. التعامل معها في منطقة جيدة التهوية. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | UN1741 |
| رمز النظام المنسق | 2827390000 |
| فئة الخطر | 8 (المواد المسببة للتآكل) |
| مجموعة التعبئة | ثانيا |
| تسمم | سامة للغاية عن طريق الابتلاع أو الاستنشاق. قد يسبب حروقًا شديدة وتهيجًا في الجهاز التنفسي. تعامل بحذر شديد. |
طرق تصنيع ثلاثي كلوريد البورون
تتضمن إحدى طرق تصنيع كلوريد البورون التفاعل بين أكسيد البورون (B2O3 ) ورابع كلوريد الكربون (CCl4) في وجود محفز مثل كلوريد الألومنيوم (AlCl3) . يتفاعل B2O3 وCCl4 عند درجات حرارة عالية، وينتج كلوريد البورون وثاني أكسيد الكربون كمنتجات ثانوية.
النهج الآخر هو التفاعل المباشر بين غاز البورون والكلور. في ظل ظروف خاضعة للرقابة، يتفاعل البورون مع الكلور، مما يؤدي إلى تكوين كلوريد البورون. تتطلب هذه الطريقة معالجة دقيقة لغاز الكلور بسبب طبيعته الخطرة.
يسمح كلوريد الثيونيل (SOCl2) بتخليق كلوريد البورون عن طريق تفاعل البورون مع SOCl2 عند درجات حرارة مرتفعة، مما يؤدي إلى إنتاج كلوريد البورون وغاز ثاني أكسيد الكبريت.
توفر طرق التوليف هذه طرقًا قابلة للتطبيق لتصنيع كلوريد البورون، سواء في المختبر أو في البيئات الصناعية. ومن الأهمية بمكان ضمان تدابير السلامة المناسبة أثناء التوليف، مثل العمل في مناطق جيدة التهوية واستخدام معدات الحماية المناسبة. وهذا أمر مهم بسبب الطبيعة الخطرة للكواشف والمنتجات المشاركة في العملية.
اكتب استخدامات ثلاثي كلوريد البورون
يستخدم كلوريد البورون على نطاق واسع في الحفز الكيميائي، وتصنيع أشباه الموصلات، وتخليق المواد، ومختلف الصناعات الأخرى بسبب خصائصه الكيميائية الفريدة وتعدد استخداماته.
- يستخدم كلوريد البورون (BCl3) كمحفز في التفاعلات الكيميائية المختلفة، وخاصة في التخليق العضوي. إنه يسهل تكوين روابط الكربون والكربون والكربون غير المتجانس في إنتاج المستحضرات الصيدلانية والكيماويات الزراعية والمواد الكيميائية الدقيقة.
- يعمل BCl3 ككاشف في تخليق البوليمرات القائمة على البورون، مثل البولي بورازيلين، والتي لها تطبيقات في مثبطات اللهب والطلاءات ذات درجات الحرارة العالية.
- يسهل BCl3 إنتاج نيتريد البورون، وهي مادة مشهورة بثباتها الحراري والكيميائي الاستثنائي، وتستخدم على نطاق واسع في تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة وكمادة تشحيم.
- تستخدم صناعة أشباه الموصلات BCl3 كمادة إشابة لدمج ذرات البورون في بلورات السيليكون، مما يحسن خواصها الكهربائية ويجعلها مناسبة للاستخدام في الأجهزة الإلكترونية.
- في علم المعادن، يعمل BCl3 كعامل تدفق لإزالة شوائب الأكسيد أثناء تكرير المعادن، وبالتالي تحسين نقائها.
- يلعب BCl3 دورًا مركزيًا في تصنيع كربيد البورون، وهي مادة خفيفة الوزن وقوية تستخدم على نطاق واسع في إنتاج الدروع الخزفية وأدوات القطع.
- يلعب BCl3 دورًا حاسمًا في تخليق العديد من المركبات المحتوية على البورون، بما في ذلك استرات البورون، وأحماض البورونيك، والبوران. هذه المركبات لها العديد من التطبيقات في البحوث الكيميائية والعمليات الصناعية.
- في صناعة البترول، يتم استخدام BCl3 كمادة مضافة لزيادة رقم الأوكتان في البنزين.
وهو بمثابة مصدر للبورون في إنتاج الزجاج المحتوي على البورون، والذي يتمتع بخصائص بصرية وحرارية مرغوبة.
أسئلة:
س: ما هي صيغة ثلاثي كلوريد البورون؟
ج: صيغة كلوريد البورون هي BCl3.
س: هل ثلاثي كلوريد البورون قطبي؟
ج: نعم، كلوريد البورون هو جزيء قطبي بسبب وجود ثنائي حر على ذرة البورون والترتيب غير المتماثل لذرات الكلور.
س: ما هو تهجين البورون في ثلاثي كلوريد البورون (BCl3)؟
ج: تهجين البورون في BCl3 هو sp2.
س: ما كتلة جزيء ثلاثي كلوريد البورون؟
ج: تبلغ كتلة جزيء كلوريد البورون (BCl3) حوالي 117.17 جرامًا لكل مول.
س: ما هو تهجين ثلاثي كلوريد البورون؟
ج: تهجين البورون في كلوريد البورون (BCl3) هو sp2.
س: ماذا يحدث عند خلط ثلاثي كلوريد البورون والهيدروجين؟
ج: عند خلط كلوريد البورون (BCl3) مع الهيدروجين (H2)، فإنهما يتفاعلان لتكوين غاز البورون وكلوريد الهيدروجين (HCl).
س: لماذا يوجد ثلاثي كلوريد البورون كمونومر بينما يوجد ثلاثي كلوريد الألومنيوم كمثنات؟
ج: إن الاختلاف في الحجم وكثافة الإلكترون بين ذرات البورون والألومنيوم يؤدي إلى وجود كلوريد البورون (BCl3) كمونومر، بينما يشكل كلوريد الألومنيوم (AlCl3) ديمرًا نظرًا لقدرته على تكوين روابط إحداثية.
س: هل BCl3 هو حمض لويس؟
ج: نعم، BCl3 هو حمض لويس لأنه يمكنه قبول زوج من الإلكترونات من قاعدة لويس.
س: هل BCl3 أيوني أم تساهمي؟
ج: BCl3 مركب تساهمي.
س: هل BCl3 رابطة تساهمية؟
ج: نعم، يتكون BCl3 من روابط تساهمية بين ذرات البورون والكلور.
س: هل BCl3 غاز؟
ج: نعم، BCl3 هو غاز ذو درجة حرارة وضغط قياسيين (STP).
س: هل BCl3 جزيء قطبي أم غير قطبي؟
ج: BCl3 هو جزيء قطبي بسبب التوزيع غير المتساوي لكثافة الإلكترون الناتج عن الترتيب غير المتماثل لذرات الكلور حول ذرة البورون.