Zirconium(IV)-borhydrid

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

Strukturformel
Allgemeines
Name	Zirconium(IV)-borhydrid
Andere Namen	Zirkon(IV)-borhydrid Zirkoniumboranat
Summenformel	Zr(BH4)4
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 23840-95-1 Wikidata Q25393302
Eigenschaften
Molare Masse	150,59 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest bis flüssig
Schmelzpunkt	28,7 °C
Siedepunkt	123 °C
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gewinnung und Darstellung

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

Eigenschaften

Struktur von Zr(BH₄)₄

Zirconium(IV)-borhydrid ist ein niedrig schmelzender Feststoff und oberhalb des Schmelzpunktes eine leicht flüchtige Flüssigkeit. 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. 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. In der Gasphase erfolgt die Zersetzung nach:

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

Verwendung

Die Verbindung dient als Ausgangsstoff für die Gewinnung von Zirkoniumdiborid ZrB₂, welches für Hochtemperaturkeramiken oder zur Beschichtung von Glas- oder Metalloberflächen eingesetzt werden kann. In der organischen Chemie wird es als effektives Reduktionsmittel eingesetzt. Des Weiteren wurde die Verbindung als Wasserstoffspeichermaterial vorgeschlagen.

Weblinks

Commons: Zirconium borohydride – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

1. 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. 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. 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.