Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

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Química de compostos de boro


O boro é um elemento fascinante encontrado na tabela periódica, parte do bloco p e pertencente ao grupo 13. Apesar de ser um elemento menos abundante, as propriedades químicas e físicas únicas do boro têm aplicações importantes em uma variedade de campos, incluindo síntese orgânica, medicina e ciência dos materiais. Este documento procura explorar a química dos compostos de boro no âmbito da química dos grupos principais, com foco em suas estruturas, ligação, reatividade e aplicações.

Visão geral do boro

O boro é um metalóide com o símbolo B e número atômico 5. Ao contrário dos metais e não metais, o boro exibe características de ambas as categorias. Sua alta energia de ionização e ausência de características de ligação metálica dão ao boro habilidades únicas ao formar compostos. O pequeno tamanho e a densidade de carga do boro tornam-no altamente eficaz ao interagir com outros elementos, particularmente por meio da ligação covalente.

Ocorrência e isolamento

O boro não é encontrado livre na natureza; em vez disso, existe como um composto em minerais como bórax (Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 ·8H 2 O) e kernita (Na 2 B 4 O 6 ·4H 2 O). A extração de boro a partir desses minerais geralmente envolve processos de redução química.

Átomo de boro

Tipos de compostos de boro

O boro forma uma ampla gama de compostos, principalmente através de ligações covalentes. Estes podem ser classificados em vários tipos principais:

Hidretos de boro

Os hidretos de boro, ou boranos, são compostos compostos de boro e hidrogênio. O borano mais simples é o diborano (B 2 H 6), caracterizado por sua ligação eletronicamente deficiente e única de três centros e dois elétrons. Esses compostos são bastante reativos.

    B 2 H 6 + 3O 2 → B 2 O 3 + 3H 2 O

Compostos organoborânicos

Esses compostos contêm ligações carbono-boro e são importantes na química orgânica, particularmente na síntese. Um composto organoborânico bem conhecido é o ácido borônico, que é utilizado em reações de acoplamento de Suzuki, importantes na formação de ligações carbono-carbono.

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

Haletos de boro

O boro forma haletos, sendo o trifluoreto de boro (BF 3) o mais comum. Os haletos de boro frequentemente atuam como ácidos de Lewis, pois podem aceitar pares de elétrons devido à deficiência eletrônica do boro.

    BF3 + NH3 → F3B - NH3

Estrutura e ligação em compostos de boro

A ligação única do boro surge de sua configuração eletrônica 2s 2 2p 1. Isso permite que o boro forme ligações planares trigonais, mas em alguns casos, como visto no borano, ele forma ligações multi-centro que são importantes na estabilização de estruturas deficientes em elétrons.

Ligações de 3 centros e 2 elétrons: Um exemplo primordial da capacidade de ligação única do boro é a estabilização do diborano (B 2 H 6) por meio de ligações de 3 centros e 2 elétrons. Essas ligações envolvem o compartilhamento de dois elétrons entre os três átomos, reduzindo efetivamente a deficiência eletrônica.

BHB

Reatividade dos compostos de boro

Os compostos de boro são versáteis em suas reações. Sua reatividade é frequentemente determinada pela deficiência eletrônica do boro, causando atuação como um ácido de Lewis, buscando pares de elétrons para alcançar um octeto estável.

Reação com oxigênio

O boro forma prontamente óxidos quando aquecido na presença de oxigênio. Entre esses compostos comuns está o trióxido de boro (B 2 O 3), um óxido formador de vidro que desempenha um papel importante na fabricação de vidro borossilicato.

Reação com água

Alguns boranos reagem vigorosamente com água, enquanto outros, como o trifluoreto de boro, hidrolisam lentamente.

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

Reações com halogênios

Quando reagem com halogênios, o boro forma trihaletos como trifluoreto de boro e triclorido de boro, que são ácidos de Lewis fortes.

Aplicações de compostos de boro

Os compostos de boro têm amplas aplicações devido às suas propriedades únicas:

Na ciência dos materiais

Carbeto de boro e nitreto de boro são usados na produção de materiais de alta resistência e baixo peso, extremamente importantes para equipamentos de mineração e armaduras militares.

Na medicina

Os papéis biológicos do boro tornaram-no importante na pesquisa médica. A terapia por captura de neutrons por boro (BNCT) é um tratamento promissor para certos tipos de câncer.

Como catalisador

O papel do boro como catalisador é bem conhecido, especialmente sua utilização no acoplamento de Suzuki–Miyaura, que é uma reação valiosa na síntese de compostos biarílicos em produtos farmacêuticos.

Conclusão

A química dos compostos de boro é vasta e altamente complexa. Desde seus sistemas de ligação únicos até sua reatividade versátil e diversas aplicações, a química do boro se destaca como um campo vibrante de estudo dentro da química inorgânica. Compreender os compostos de boro proporciona uma compreensão de seu impacto profundo na tecnologia e inovação.


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