Pentaborano(9)

Pentaborano(9)
Nome IUPAC
pentaborano(9)
Nomi alternativi
pentaborano
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	B5H9
Massa molecolare (u)	63,13
Aspetto	liquido incolore di odore pungente
Numero CAS	19624-22-7
Numero EINECS	243-194-4
SMILES	[BH]123[BH]456[BH]17([BH]28([BH]34([H]5)[H]8)[H]7)[H]6
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	0,61[1]
Solubilità in acqua	decomposizione
Temperatura di fusione	−46,7 °C (226 K)[1]
Temperatura di ebollizione	58,4 °C (332 K)[1]
Tensione di vapore (Pa) a 20 °C K	220 hPa[1]
Indicazioni di sicurezza
Punto di fiamma	30 °C[1]
Limiti di esplosione	0,42 - 98%[1]
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Il pentaborano(9) o nido-pentaborano(9) è il composto binario di formula B₅H₉. È uno dei più noti borani, composti chimici costituiti da boro e idrogeno.^[2]

B₅H₉ fu ottenuto per la prima volta da Alfred Stock nel 1924 per pirolisi del diborano.^[3] Si può preparare anche facendo passare una miscela di diborano e idrogeno per tre secondi attraverso un forno a 250 °C.^[2] Queste sintesi ad alta temperatura sono complicate da reazioni di interconversione tra diversi borani.^[4] Una sintesi migliorata parte da sali di B₃H₈⁻, che viene convertito a B₃H₇Br⁻ con HBr. Il pentaborano è ottenuto infine per pirolisi dall'anione bromurato.^[5]

5B₃H₇Br⁻ → 3B₅H₉ + 5Br⁻ + 4H₂

La struttura della molecola è basata sulla forma di una piramide a base quadrata definita dai cinque atomi di boro; ogni atomo di boro ha un legante idrogeno terminale e gli altri quattro idrogeni sono legati a ponte tra i quattro atomi di boro alla base della piramide. Questa struttura è classificata come gabbia di tipo nido. La distanza B–B è di 177 pm tra gli atomi di boro alla base della piramide, e di 166 pm tra la base e il vertice.^[6]

B₅H₉ è un composto termicamente stabile fino a 200 °C ma estremamente reattivo. A temperatura ambiente è piroforico e può reagire in modo esplosivo con alcoli, ammoniaca, ossigeno, esteri, eteri, idrocarburi alogenati e chetoni. Reagisce in modo pericoloso in presenza di acqua, aria e calore, con rilascio di boro e idrogeno.^[1][7]

B₅H₉ reagisce con basi di Lewis formando addotti. Ad esempio con trimetilfosfina forma [B₅H₉(PMe₃)₂]. Può reagire anche come acido di Brønsted debole: a bassa temperatura può perdere uno degli idrogeni a ponte formando B₅H₈⁻. Quest'ultimo anione può fungere da "classico" legante a due elettroni in complessi come [Cu^I(B₅H₈)(PPh₃)₂]. B₅H₉ e B₅H₈⁻ possono inoltre dar luogo a varie reazioni di crescita o degradazione della gabbia di atomi di boro.^[2]

Il pentaborano(9) è stato studiato alla fine del 1950 negli Stati Uniti e nel 1960 da Valentin Petrovič Gluško in URSS come possibile combustibile per razzi. Dal punto di vista tecnico è risultato difficile assicurare una completa combustione a B₂O₃, e la formazione di composti polimerici tende a ostruire gli scarichi.^[4] L'impiego è stato inoltre impedito per la presenza di troppi problemi di tossicità e sicurezza.^[8]

B₅H₉ è un liquido presumibilmente in grado di provocare ustioni agli occhi, alla pelle e a tutte le mucose. L'inalazione di quantità a concentrazione tra 0,1 e 1 ppm non è rilevabile all'olfatto ma è tossica e provoca danni al sistema nervoso centrale. Non ci sono dati su possibili effetti cancerogeni.

• (EN) W. J. Dulmage e W. N. Lipscomb, The crystal and molecular structure of pentaborane, in Acta Cryst., vol. 5, 1952, pp. 260-264, DOI:10.1107/S0365110X52000678.
• GESTIS, Pentaborane(9), su gestis-en.itrust.de, 2016. URL consultato l'8 marzo 2017. Pagina del pentaborano(9) nel data base GESTIS.
• (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
• (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
• (EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
• (EN) V. R. Miller e G. E. Ryschkewitsch, Pentaborane(9) (B₅H₉), in Inorganic Syntheses, vol. 15, 1974, pp. 118–122, DOI:10.1002/9780470132463.ch26.
• (DE) A. Stock e W. Siecke, Borwasserstoffe, VII.: Pentabor-Hydride, in Ber. dtsch. Chem. Ges., vol. 57, n. 3, 1924, pp. 562-575, DOI:10.1002/cber.19240570335.
• M. Wade, N₂O₄/Pentaborane, su Encyclopedia Astronautica, 2016. URL consultato l'8 marzo 2017.

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