Монофторид-монооксид бора (фторооксоборан) — нестабильное неорганическое соединение с химической формулой BFO. Молекула стабильна при высоких температурах, но при температуре ниже 1000 °C тримеризуется в (BFO)3, называемый трифторбороксином. BFO может быть выделен как трёхатомная молекула в матрице из инертного газа и сконденсирован в твёрдом неоне и аргоне. При попытке сконденсировать газ в твёрдое вещество в объёме, образуется полимерное стекло, в котором не хватает фтора, а при нагревании образуется стекловидная пена, похожая на попкорн. Монофторид-монооксид бора был изучен из-за его получения в высокоэнергетических ракетных топливах, содержащих бор и фтор, а также в виде оксифторидного стекла. Стекло из BFO необычно тем, что оно может конденсироваться непосредственно из газа.

Свойства

Мономер Молекула BFO имеет линейную структуру F-B=O. Длина связи F-B составляет 1,283 Å, а B-O — 1,207 Å.

Инфракрасный спектр BFO имеет колебательные полосы при 1900, 1050 и 500 см−1. Спектроскопические постоянные молекулы 10BFO составляют B=9349,2711 МГц, D=3,5335 кГц, а для молекулы 11BFO они равны B=9347,3843 МГц, D=3,5273 кГц. Мономер стабилен при низком давлении или температуре выше 1000 °C. Ниже этой температуры мономеры соединяются, образуя тример, называемый трифторбороксолом.

Теплота образования ΔfH⦵298 K, по прогнозам, составляет −146,1 ккал/моль. Сродство к протону 149,6 ккал/моль.

Тример Если горячий газообразный BFO медленно охлаждать, он распадается обратно на B2O3 и BF3. При комнатной температуре это разделение завершается в течение часа.

Монофторид-монооксид бора образует тример с кольцом, состоящим из чередующихся атомов кислорода и бора, причем фтор связан с бором. (BFO)3. Кольцевая структура относит его к классу бороксолов. Его также называют трифторбороксином. Тример является преобладающей формой в газе при температуре 1000 К. При нагревании до 1200 К он в основном превращается в мономер BFO. Монофторид-монооксид бора может быть сконденсирован из пара в стекло с низким содержанием фтора при температурах ниже 190° путем очень быстрого охлаждения. При нагревании этот осадок достигает температуры, при которой он теряет больше BF3, образуя пенистое или пористое стекло, напоминающее попкорн. Стекло, осажденное при более низких температурах, содержит больше фтора. Предполагается, что отложения при температуре −40 °C содержат фтор в соотношении 1:1 к кислороду.

Стекло Стекло из монофторида-монооксида бора прозрачно и бесцветно. Оно устойчиво в сухом воздухе, но гигроскопично и при нормальных условиях становится белым и непрозрачным. При нагревании стекло достигает температуры стеклования (Tg), при которой оно перестает быть стеклом и образует газообразный BF3, а также монофторид-монооксид бора с меньшим содержанием фтора. Эта температура стеклования определяется исходя из того, что давление, при котором образуется BF3, превышает прочность стекла. Гипотетическая структура стекла из BFO состоит из длинных цепочек B-O-B-O, к каждой из которых присоединен фтор. Их можно рассматривать как треугольники BO2F, соединённые в цепочку атомами O. Эти цепочки перепутаны, как спагетти в стакане. Когда в веществе становится недостаточно фтора, между цепочками образуются поперечные связи с кислородом, и оно приобретает более двумерную структуру. BF3 образуется, когда концы двух линейных −(BF)O−цепей соединяются друг с другом. Эти концы содержат -O-BF2, и когда они встречаются, BF3 можно исключить.

Примечания

Категория:Соединения бора