La borazina es isoelectrónica con el benceno y tiene una conectividad similar, por lo que a veces se la denomina "benceno inorgánico". Esta comparación no es rigurosamente válida debido a la diferencia de electronegatividad entre el boro y el nitrógeno. Las determinaciones estructurales cristalográficas de rayos X muestran que las longitudes de enlace dentro del anillo de borazina son todas equivalentes a 1,429 Å, una propiedad compartida por el benceno. [5] Sin embargo, el anillo de borazina no forma un hexágono perfecto. El ángulo de enlace es de 117,1° en los átomos de boro y de 122,9° en los de nitrógeno, lo que le da a la molécula el grupo puntual de simetría D 3 h .
Debido a sus similitudes con el benceno, se han realizado varios análisis computacionales y experimentales de la aromaticidad de la borazina . El número de electrones pi en la borazina obedece a la regla 4n + 2, y las longitudes de enlace BN son iguales, lo que sugiere que el compuesto puede ser aromático. Sin embargo, la diferencia de electronegatividad entre el boro y el nitrógeno crea una distribución desigual de la carga que da como resultado enlaces con mayor carácter iónico y, por lo tanto, se espera que tenga una deslocalización de electrones más pobre que el análogo completamente de carbono. La borazina, con un cambio de entalpía estándar de formación Δ f H de −531 kJ/mol, es térmicamente muy estable.
Orbitales de enlace natural (NBO)
El análisis de orbitales de enlace natural (NBO) sugiere una aromaticidad débil en la borazina. [6] En el modelo NBO, los enlaces BN en el anillo están ligeramente desplazados de los ejes nucleares, y B y N tienen grandes diferencias de carga. El análisis de apantallamiento químico natural (NCS) proporciona más evidencia de aromaticidad basada en una contribución del enlace π de BN al apantallamiento magnético. Los cálculos basados en orbitales NBO muestran que este enlace π permite una corriente de anillo débil que contrarresta de alguna manera un campo magnético simulado en el centro del anillo de borazina. Una corriente de anillo pequeña sugiere cierta deslocalización.
Función de localización de electrones (ELF)
El análisis topológico del enlace en la borazina por la función de localización electrónica (ELF) indica que la borazina puede describirse como un compuesto aromático π. Sin embargo, el enlace en la borazina está menos deslocalizado que en el benceno con base en una diferencia en los valores de bifurcación de las cuencas electrónicas. Los valores de bifurcación mayores indican una mejor deslocalización electrónica, y se argumenta que cuando este valor de bifurcación es mayor que 0,70, la deslocalización es suficiente para designar un compuesto aromático. [7] Para el benceno, este valor es 0,91, pero el sistema π de la borazina se bifurca en el valor ELF 0,682. [8] Esto es causado por la diferencia en electronegatividad entre B y N, que produce una interacción de enlace más débil que la interacción CC en el benceno, lo que lleva a una mayor localización de electrones en las unidades BH y NH. El valor de bifurcación está ligeramente por debajo del límite de 0,70, lo que sugiere una aromaticidad moderada.
Reactividad
Hidrólisis
La borazina se hidroliza fácilmente, produciendo ácido bórico , amoníaco e hidrógeno.
Polimerización
Poliborazileno
El calentamiento de la borazina a 70 °C expulsa hidrógeno con formación de poliborazileno:
El nitruro de boro se puede preparar calentando poliborazileno a 1000 °C. [4]
Las borazinas también son materiales de partida para otras cerámicas potenciales, como los carbonitruros de boro . La borazina también se puede utilizar como precursor para hacer crecer películas delgadas y capas individuales de nitruro de boro hexagonal (h-BN) sobre superficies catalíticas como cobre, [9] platino, [10] níquel [11] hierro [12] y muchos más, con deposición química en fase de vapor (CVD).
Ruta sintética para los carbonitruros de boro, primer paso: una reacción de hidroboración a un precursor oligomérico seguido del segundo paso: pirólisis.
Entre otros compuestos de tipo BN, se ha predicho que las borazinas sustituidas con amino-nitro mixtos superan a los explosivos basados en carbono como el CL-20 . [14] [15]
Compuestos relacionados
( C 2yo 2B 2norte 2) es un anillo aromático de seis miembros con dos átomos de carbono, dos átomos de nitrógeno y dos átomos de boro en pares opuestos. [16] [17]
1,2-Dihidro-1,2-azaborina ( C 4BNH 6) es un anillo de seis miembros con cuatro átomos de carbono, un átomo de nitrógeno y un átomo de boro.
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Lectura adicional
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Enlaces externos
Medios relacionados con la borazina en Wikimedia Commons
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