ニトリドボレート

ニトリドボレートは、ホウ素および窒素と金属との化合物です。これらの化合物は、典型的には、六方晶窒化ホウ素（α-BN）と金属窒化物との反応、またはニトリドボレートを含むメタセシス反応によって高温で生成されます。リチウム、アルカリ土類金属、ランタノイドを含む幅広い化合物が合成されており、その構造はX線結晶構造解析などの結晶学的手法を用いて決定されています。構造的に興味深い特徴の一つは、ホウ素と窒素の多原子アニオンの存在であり、その形状とB–N結合長はπ結合によって解釈されています。

生成される化合物の多くは、金属ホウ素と窒素の三元化合物として説明でき、これらの例としては、Li 3 BN 2、Mg 3 BN 3、La 3 B 3 N 6、La 5 B 4 N 9などがあります。[ 1 ]ただし、La 3 Ni 2 B 2 N 3 [ 2 ]のように複数の金属を含む化合物や、 Cl -などの陰イオンを含む化合物（Mg 2 BN 2 Cl）の例もあります。 [ 3 ]

構造と結合

結晶構造データの解析により、ホウ素と窒素からなる多原子単位の存在が示された。これらの単位は、π結合構造を持つ等電子陰イオンに類似した構造を有する。これらの化合物の中には、Ca 3 [BN 2 ] 2のようにイオン結合の性質を持つものもあれば、金属結合の性質を持つものもあり、その場合の結合は、反結合軌道に余分な電子を持つπ結合陰イオンによって説明され、B-N結合を延長させるだけでなく、固体の伝導帯の一部を形成する。[ 4 ]最も単純なイオンであるBN n −は、C2−2​BNイオンは発見されたが、CaC 2カルシウムカーバイドに類似した化合物CaBNを合成する試みは失敗に終わった。二原子BNアニオンを含む化合物の結合は、電子が反結合軌道に入り、BN 2-のB-N結合次数が3（三重結合）からBN 4-のB-N結合次数が2（二重結合）に減少することで説明されている。[ 5 ]

ニトリドボレートには、Li 3 BN 2、LiCa 4 [BN 2 ] 3のように塩のような性質を持つものもあれば、LiEu 4 [BN 2 ] 3のように金属光沢を持つものもある。結合計算によると、第2族およびランタノイド元素の金属原子の価電子軌道のエネルギーは、BN xイオンの結合軌道のエネルギーよりも高いことが示されており、これは金属原子とBN xイオンの間にイオンのような相互作用があることを示している。ランタノイド化合物では、余分な電子がイオンの反結合軌道に入るため、バンドギャップが小さくなり、化合物に光沢などの金属のような特性を与える。遷移金属の場合、d軌道のエネルギーはBNアニオンの結合軌道と同程度であることがあり、これは共有結合相互作用を示唆している。[ 4 ]

陰イオン幾何学典型的なB–N結合長（pm）BB結合長（pm）等電子と化合物の例
BN n −リニア138–202 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]CaNiBN、(Ca 2+ Ni 2+ BN 4- ); LaNiBN、(La 3+ Ni 2+ BN 4− (e − ))
BN3−2​リニア132–137 [ 4 ] [ 8 ][CN 2 ] 2− , CO 2Ca 3 (BN 2 ) 2
BN6−3​三角平面145–149 [ 4 ] [ 7 ]BO3−3​、コロラド州2−3​La 6 (BN 3 )O 6
B2北8−4​平面147～150 [ 4 ]177–182 [ 4 ]C2お2−4​La 3 B 2 N 4、((La 3+ ) 3 ( B2北8−4​)(e − ))
B3北9−6​平面または椅子型144–151 [ 4 ]ラ3 B 3 N 6 [ 9 ]

比較のために、以下は典型的なBN結合長と考えられる[ 1 ]

化合物B–N（午後）債券の種類
私3 N·BBr 3160.2シングル
Me 3 N·BCl 3157.5シングル
立方BN157シングル
六方晶BN144.6層内距離、一部のπ結合
B(NMe 2 ) 3143.9π結合
メス2 BNBMes 2134.5二重結合
( t -Bu )BN( t -Bu)125.8三重結合

参考文献

  1. ^ a bハウスクロフト、キャサリン・E; シャープ、アラン・G (2005).無機化学（第2版）. ピアソン・エデュケーション. p. 318. ISBN 978-0-13-039913-7。
  2. ^ブラシュコウスキー、ビョルン;マイヤー、H.-ユルゲン (2003)。 「La 3 Ni 2 B 2 N 3の X 線単結晶精製と超伝導」。有機体と化学の研究。629 (1): 129–132 .土井: 10.1002/zaac.200390004。ISSN 0044-2313。 
  3. ^メフメット・サマール;キュトゥクチュ、メフメット・ヌリ。ギル、ラウル・カルドーソ。ボルマン、ホルスト。カリーロ・カブレラ、ワイルダー (2004)。 「Mg 2 [BN 2 ]Cl および Mg 8 [BN 2 ] 5 I: 新規窒化ホウ酸マグネシウムハロゲン化物 - 合成、結晶構造、および振動スペクトル」。有機体と化学の研究。630 (7): 1015–1021 .土井: 10.1002/zaac.200400055。ISSN 0044-2313。 
  4. ^ a b c d e f gマイヤー、H. ユルゲン (2006). 「第8章：カルシウムおよびランタンの(B​​,C,N)化合物の現状」. マイヤー、ゲルト、ナウマン、ディーター、ラース（編）.無機化学フォーカスIII . Wiley-VCH. pp.  121– 138. ISBN 978-3-527-31510-9。
  5. ^ a bブラシュコウスキー、ビョルン;マイヤー、H.-ユルゲン (2002)。 「CaNiBN の構造における二原子 (BN) アニオンの電子条件」。有機体と化学の研究。628 (6): 1249.doi : 10.1002/1521-3749 ( 200206)628:6<1249::AID-ZAAC1249>3.0.CO;2-S。ISSN 0044-2313。 
  6. ^カバ、RJ;ザントベルゲン、ハイウェイ州。バトログ、B.栄崎宏；高木 洋;クラジェウスキー、JJ。ウェストミンスター州ペック。ジョルジ、EM;内田真司 (1994)。 「窒化ホウ素ランタンニッケルの超伝導」。自然。372 (6503): 245–247。ビブコード: 1994Natur.372..245C。土井：10.1038/372245a0。ISSN 0028-0836。S2CID 4345404。  
  7. ^ a b Blaschkowski, Björn; Jing, Haipeng; Meyer, H.-Jürgen (2002). 「ランタノイドのニトリドボレート：新しい化合物群の合成、構造原理、および特性」. Angewandte Chemie International Edition . 41 (18): 3322– 3336. doi : 10.1002/1521-3773(20020916)41:18<3322::AID-ANIE3322>3.0.CO;2-8 . ISSN 1433-7851 . PMID 12298029 .  
  8. ^メフメット・サマール;ヘルテリッヒ、ウーヴェ。ヤン・チュルダ。カリーロ＝カブレラ、ワイルダー。ツルン、アンケ。ピーターズ、カール。シュネリング、ハンス・ゲオルク・フォン (2000)。 「Darstellung, Kristallstrukturen und Schwingungsspectren neuer ternärer Verbindungen mit dem Anion [N–B–N] 3−」。有機体と化学の研究。626 (3): 625–633 . doi : 10.1002/(SICI)1521-3749(200003)626:3<625::AID-ZAAC625>3.0.CO;2-4。ISSN 0044-2313。 
  9. ^レックウェグ、オラフ;マイヤー、H.-ユルゲン (1999)。 「ランタノイドニトリドホウ酸塩 mit sechsgliedrigen B 3 N 6 -Ringen: Ln 3 B 3 N 6」。アンゲヴァンテ・ケミー。111 (11): 1714 ～ 1716 年。土井: 10.1002/(SICI)1521-3757(19990601)111:11<1714::AID-ANGE1714>3.0.CO;2-X。ISSN 0044-8249。 
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