Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
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  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

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Química de los compuestos de boro


El boro es un elemento fascinante que se encuentra en la tabla periódica, formando parte del bloque p y perteneciente al grupo 13. A pesar de ser un elemento menos abundante, las propiedades químicas y físicas únicas del boro tienen aplicaciones importantes en una variedad de campos, incluyendo la síntesis orgánica, la medicina y la ciencia de materiales. Este documento intenta explorar la química de los compuestos de boro dentro del ámbito de la química de los grupos principales, centrándose en sus estructuras, enlaces, reactividad y aplicaciones.

Visión general del boro

El boro es un metaloide con el símbolo B y número atómico 5. A diferencia de los metales y no metales, el boro exhibe características de ambas categorías. Su alta energía de ionización y la ausencia de características de enlace metálico le otorgan al boro habilidades únicas al formar compuestos. El pequeño tamaño y la densidad de carga del boro lo hacen muy efectivo para interactuar con otros elementos, especialmente a través de enlaces covalentes.

Ocurrencia y aislamiento

El boro no se encuentra libremente en la naturaleza; en cambio, existe como compuesto en minerales como borax (Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 ·8H 2 O) y kernita (Na 2 B 4 O 6 ·4H 2 O). La extracción de boro de estos minerales generalmente involucra procesos de reducción química.

Átomo de boro

Tipos de compuestos de boro

El boro forma una amplia gama de compuestos, principalmente a través de enlaces covalentes. Estos pueden clasificarse en varios tipos principales:

Hidruros de boro

Los hidruros de boro, o boranos, son compuestos compuestos de boro e hidrógeno. El borano más simple es el diborano (B 2 H 6), caracterizado por su deficiencia de electrones y su enlace único de tres centros y dos electrones. Estos compuestos son bastante reactivos.

    B 2 H 6 + 3O 2 → B 2 O 3 + 3H 2 O

Compuestos organoborónicos

Estos compuestos contienen enlaces carbono-boro y son importantes en química orgánica, particularmente en síntesis. Un compuesto organoborónico bien conocido es el ácido borónico, que se usa en las reacciones de acoplamiento de Suzuki, importantes en la formación de enlaces carbono-carbono.

    Rb(OH) 2 + R'-X + Pd(0) → RR' + HOB(OH) 2

Halogenuros de boro

El boro forma halogenuros, siendo el trifluoruro de boro (BF 3) el más común. Los halogenuros de boro a menudo actúan como ácidos de Lewis porque pueden aceptar pares de electrones debido a la deficiencia de electrones del boro.

    BF3 + NH3 → F3B - NH3

Estructura y enlace en compuestos de boro

El enlace único del boro surge de su configuración electrónica 2s 2 2p 1. Esto permite al boro formar enlaces planos trigonal, pero en algunos casos, como se ve en el borano, forma enlaces de múltiples centros que son importantes para estabilizar estructuras deficientes en electrones.

Enlaces de 3 Centros y 2 Electrones: Un ejemplo notable de la capacidad de enlace única del boro es la estabilización del diborano (B 2 H 6) a través de enlaces de 3 centros y 2 electrones. Estos enlaces implican el compartimiento de dos electrones entre tres átomos, reduciendo efectivamente la deficiencia de electrones.

BHB

Reactividad de los compuestos de boro

Los compuestos de boro son versátiles en sus reacciones. Su reactividad a menudo está determinada por la deficiencia de electrones del boro, que lo hace actuar como un ácido de Lewis, buscando pares de electrones para lograr un octeto estable.

Reacción con oxígeno

El boro forma fácilmente óxidos cuando se calienta en presencia de oxígeno. Común entre estos compuestos es el trióxido de boro (B 2 O 3), un óxido formador de vidrio que juega un papel importante en la fabricación de vidrio borosilicatado.

Reacción con agua

Algunos boranos reaccionan enérgicamente con el agua, mientras que otros, como el trifluoruro de boro, se hidrolizan lentamente.

    2B 2 H 6 + 6H 2 O → 4B(OH) 3 + 6H 2

Reacciones con halógenos

Cuando reacciona con halógenos, el boro forma trihaluros como trifluoruro de boro y tricloruro de boro, que son fuertes ácidos de Lewis.

Aplicaciones de los compuestos de boro

Los compuestos de boro tienen amplias aplicaciones debido a sus propiedades únicas:

En ciencia de materiales

El carburo de boro y el nitruro de boro se utilizan en la producción de materiales de alta resistencia y bajo peso, que son extremadamente importantes para el equipo de minería y la armadura militar.

En medicina

Los roles biológicos del boro lo han hecho importante en la investigación médica. La terapia de captura de neutrones de boro (BNCT) es un tratamiento prometedor para ciertos tipos de cáncer.

En el catalizador

El papel del boro como catalizador es bien conocido, especialmente su uso en el acoplamiento de Suzuki–Miyaura, que es una reacción valiosa en la síntesis de compuestos bifenilos en productos farmacéuticos.

Conclusión

La química de los compuestos de boro es vasta y altamente compleja. Desde sus sistemas de enlace únicos hasta su versátil reactividad y diversas aplicaciones, la química del boro se destaca como un campo vibrante de estudio dentro de la química inorgánica. Entender los compuestos de boro proporciona una visión de su profundo impacto en la tecnología y la innovación.


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