Zirconium(IV)-borhydrid

Zirconium(IV)-borhydrid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Zirconiumverbindungen und Borane.

Die Synthese erfolgt durch die Umsetzung von Lithiumborhydrid mit Zirconium(IV)-chlorid.^[3]

${\displaystyle {\ce {4 LiBH4 + ZrCl4 -> Zr(BH4)4 + 4 LiCl}}}${\displaystyle {\ce {4 LiBH4 + ZrCl4 -> Zr(BH4)4 + 4 LiCl}}}

Zirconium(IV)-borhydrid ist ein niedrig schmelzender Feststoff und oberhalb des Schmelzpunktes eine leicht flüchtige Flüssigkeit.^[1] Der niedrige Schmelzpunkt bei 28,7 °C und der niedrige Siedepunkt bei 123 °C weisen auf eine Komplexverbindung statt einer ionischen Salzverbindung hin. Die Bestimmung der Kristallstruktur ergab eine hochkoordinierte Struktur, wobei jeweils drei der Wasserstoffatome der Boronateinheiten mit dem Zentralion koordiniert sind.^[4] Die thermische Zersetzung der Verbindung oberhalb von 250 °C gibt ein Produkt mit der Zusammensetzung ZrB_2,76–3,74, wobei die kristalline Phase aus Zirconiumdiborid und der Rest aus amorphen Bor besteht.^[5] In der Gasphase erfolgt die Zersetzung nach:^[6]

${\displaystyle {\ce {Zr(BH4)4 -> ZrB2 + B2H6 + 5 H2}}}${\displaystyle {\ce {Zr(BH4)4 -> ZrB2 + B2H6 + 5 H2}}}

Die Verbindung ist pyrophor, sie entzündet sich in Gegenwart von Luft selbst, wobei die Entzündung verzögert unter Explosion verlaufen kann.^[1] In Gegenwart von Wasser erfolgt eine schnelle Hydrolyse.^[1]

Die Verbindung dient als Ausgangsstoff für die Gewinnung von Zirkoniumdiborid ZrB₂, welches für Hochtemperaturkeramiken^[3] oder zur Beschichtung von Glas- oder Metalloberflächen^[6] eingesetzt werden kann. In der organischen Chemie wird es als effektives Reduktionsmittel eingesetzt.^{[7] [1]} Des Weiteren wurde die Verbindung als Wasserstoffspeichermaterial vorgeschlagen.^[8]

1. ↑ ^{a b c d e f} Roth/Weller: Gefährliche Chemische Reaktionen, ecomed SICHERHEIT, Verlagsgruppe Hüthig Jehle Rehm, Ausgabe 08/2011.
2. ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. ↑ ^{a b} Rice, G.W.; Woodin, R.L.: Zirconium Borohydride as a Zirconium Boride Precursor in J. Am. Ceramic Soc. 71 (1988) c181–c183, doi:10.1111/j.1151-2916.1988.tb05867.x .
4. ↑ Bird, P.H.; Churchill, M.R.: The crystal structure of zirconium(IV) borohydride (at –160°) in Chem. Commun. (London), 1967, 403, doi:10.1039/C19670000403 .
5. ↑ Andrievskii, R. A.; Kravchenko, S. E.; Shilkin, S. P.: Preparation and some properties of ultrafine zirconium boride and titanium boride powders in Inorganic Materials (Translation of Neorganicheskie Materialy) 31 (1995) 965–968.
6. ↑ ^{a b} Jensen, J A.; Gozum, J.E.; Pollina, D.M.; Girolami, G.S.: Titanium, zirconium, and hafnium tetrahydroborates as "tailored" CVD precursors for metal diboride thin films in J. Am. Chem. Soc. 110 (1988) 1643–1644, doi:10.1021/ja00213a058 .
7. ↑ Narasimhan, S.; Balakumar, R.: Zirconium Borohydride - a Versatile Reducing Agent for the Reduction of Electrophilic and Nucleophilic Substrates in Synth. Comm. 30 (2000) 4387–4395, doi:10.1080/00397910008087061 .
8. ↑ Soloveichik, G.L.: Metal Borohydrides as Hydrogen Storage Materials in Material Matters 2007, 2.2, 11.

• Zirconiumverbindung
• Komplexes Borhydrid
• Feuergefährlicher Stoff

• Wikipedia:Keine GHS-Gefahrstoffkennzeichnung verfügbar