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| '''田硼烷'''，化学式'''B<sub>8</sub>H<sub>10</sub>'''，整个分子含有[[大σ键]]。是一种相对常见的含[[大σ键]]的物质。田硼烷在[[硼星]]上相对常见。 | | '''田硼烷'''，化学式'''B<sub>8</sub>H<sub>10</sub>'''，整个分子含有[[大σ键]]。是一种相对常见的含[[大σ键]]的物质。 |
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| == 合成 == | | == 合成 == |
| | 1.Na<sub>2</sub>B<sub>8</sub>H<sub>8</sub>和超盐酸反应，生成田硼烷，产率5.14%。 |
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| * 1.Na<sub>2</sub>B<sub>8</sub>H<sub>8</sub>和超盐酸反应，生成田硼烷。
| | 2.环辛硼烷(8)和稀释的[[氢|臭氢]]反应，生成田硼烷，产率1.14%。 |
| * 2.环辛硼烷(8)和稀释的[[氢|臭氢]]反应，生成田硼烷。
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| 这两种方法都会生成大量田硼烷的同分异构体，具体见下。
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| == 结构 == | | == 结构 == |
| [[File:田硼烷.png|thumb|田硼烷分子示意图]] | | [[File:田硼烷.png|thumb|田硼烷分子示意图]] |
| 其分子结构可以描述为环辛硼烷(8)的1号硼与5号硼通过一个氢桥键相连，3号硼与7号硼通过一个氢桥键相连（顺时针方向），记作H{1,5}H{3,7}田硼烷。 | | 其分子结构可以描述为环辛硼烷(8)的1号硼与5号硼通过一个氢桥键相连，3号硼与7号硼通过一个氢桥键相连（顺时针方向）。 |
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| 虽然田硼烷的同分异构体中也有不连接这两个位置的氢桥键，比如最常见的H{1,3}H{5,7}田硼烷，但是因为大σ键强度问题，它们都不够稳定。
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| === 大σ键 ===
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| 这两个氢桥键使田硼烷分子形成了笼状结构。由于大σ键分布在整个分子中，田硼烷的稳定性高于其他硼原子数相近的硼烷。 | | 这两个氢桥键使田硼烷分子形成了笼状结构。由于大σ键分布在整个分子中，田硼烷的稳定性高于其他硼原子数相近的硼烷。 |
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| 大σ键分摊了电子，使田硼烷分子总体较为稳定。为了形成更稳定的大σ键，H{1,3}H{5,7}田硼烷在250K以上会自动转化为H{1,5}H{3,7}田硼烷。
| | 虽然分子中有多个硼原子不满足8电子结构，但大σ键分摊了电子，使总体较为稳定。 |
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| == 性质 ==
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| 田硼烷分子中有两种化学环境不同的硼原子：氢桥键硼（奇数号硼）和非氢桥键硼（偶数号硼）。非氢桥键硼活性更高，也是主要发生反应的位置。
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| 田硼烷熔点约为250K（-23℃），沸点大约为250℃，但是它在200℃的时候就已经开始分解并产生联田硼烷了（类似于联苯）。
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| 田硼烷会被盐酸分解为BCl<sub>3</sub>，但不会被超盐酸分解。这是因为盐酸所含的氯离子有碱性，会与田硼烷络合并诱导其分解。
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| === 氢化物化合 ===
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| 和氢化钠反应生成田硼烷酸钠Na<sub>4</sub>B<sub>8</sub>H<sub>14</sub>；和[[二氢|氢化氢]]反应生成田硼烷酸H<sub>4</sub>B<sub>8</sub>H<sub>14</sub>。分子中的氢桥键保持不变，两者可以相互转化。
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| 和[[氢化铵]]反应生成田硼烷酸铵，但它极容易爆炸并放出大量氢气。
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| === 铈烷化合 ===
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| 田硼烷和铈烷化合为二氢化八硼代铈[4,4,4,4]窗烷：B<sub>8</sub>H<sub>10</sub>+CeH<sub>4</sub>=CeB<sub>8</sub>H<sub>10</sub>+2H<sub>2</sub>。研究表明，反应的时候铈烷的氢全部被舍弃了。
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| 子中的铈形成了六个共价键，四个是硼(1号硼、3号硼、5号硼、7号硼），两个是氢（氢桥键）。
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| 铈原子在分子中起到稳定大σ键的作用，因此CeB<sub>8</sub>H<sub>10</sub>的稳定性高于B<sub>8</sub>H<sub>10</sub>，在250℃时几乎不会分解。
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| === 络合 ===
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| 田硼烷和氨形成稳定的络合物B<sub>8</sub>H<sub>10</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>，它在250℃也不分解。可以用乙醚结晶。
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| 在液氨中还可以进一步生成B<sub>8</sub>H<sub>10</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>8</sub>。它会慢慢的放出氢气并变成B<sub>8</sub>H<sub>8</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>8</sub>，同时大σ键会被破坏。
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| 田硼烷可与环八硫（S<sub>8</sub>）脱去一分子氢后络合，形成S<sub>8</sub>[B<sub>8</sub>H<sub>8</sub>]，由于[[读音能]]，硫环与硼环之间以离域[[大σ键]]紧密结合在一起，这种成键方式难以由经典超理学描述。[[File:S8B8H8.png|thumb|S<sub>8</sub>[B<sub>8</sub>H<sub>8</sub>]的结构示意，大σ键扭曲了S<sub>8</sub>和B<sub>8</sub>两环的构型，因成键机制复杂，在图中无法画出。]]
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| == 用途 ==
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| 田硼烷可用于燃料或还原剂，但主要还是利用其大σ键的性质合成各种衍生物。
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| [[Category:超理物质]]
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| [[Category:超理化学]]
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| [[Category:无机化合物]]
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| [[Category:化合物]]
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