ジボラン

ジボラン
IUPAC名 ジボラン
識別情報
CAS登録番号	19287-45-7
RTECS番号	HQ9275000
特性
化学式	B2H6
モル質量	27.67 g/mol
外観	無色の気体
密度	1.18 g/l, 気体 (15 ℃)
融点	-165 ℃ (108.15 K)
沸点	-92.5 ℃ (180.65 K)
水への溶解度	反応
構造
配位構造	四面体形（BH4単位において）
分子の形	画像参照
双極子モーメント	0 D
熱化学
標準生成熱 ΔfHo	35.6 kJ mol-1
標準モルエントロピー So	232.11 J mol-1K-1
標準定圧モル比熱, Cpo	56.90 J mol-1K-1
危険性
GHSピクトグラム
GHSシグナルワード	危険(DANGER)
Hフレーズ	H220, H280, H314, H318, H330, H370, H372
Pフレーズ	P210, P260, P264, P270, P271, P280, P284, P301+330+331, P303+361+353, P304+340, P305+351+338, P307+311, P310, P314
NFPA 704	4 4 3 W
引火点	可燃性の気体
発火点	38 ℃
関連する物質
関連するホウ素の化合物	デカボラン フッ化ホウ素
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

ジボラン (英: diborane、B₂H₆) は、ホウ素の水素化物。狭義のボラン（モノボラン、BH₃）の二量体として存在する。

単体は無色で、特徴的な甘い臭気を持つ気体。分子量は 27.67（空気を1とした場合の比重は 0.965）。融点は -164.9 ℃、沸点は -92.8 ℃。CAS登録番号は 19287-45-7。

ジボランは水素化ホウ素ナトリウム (NaBH₄) を硫酸で加水分解するか、BF₃ や BCl₃ と処理すると得られる。

${\displaystyle {\ce {2 NaBH4\ + H2SO4 -> B2H6\ + Na2SO4\ + 2 H2}}}$

性質

酸素および水分を遮断した状態では 25 ℃ において安定であるが、湿気のある空気中では低温においても自然発火する。水により瞬時に加水分解し、ホウ酸 (H₃BO₃) と水素を生じる。空気を遮断して 100 ℃ に加熱すると B₁₀H₁₄ など、より高次のボラン類を生成する。

アルコールと反応すると、ホウ酸エステルを生ずる。

${\displaystyle {\ce {B2H6\ + 4 CH3OH -> 2 HB(OCH3)2\ + 4 H2}}}$

エーテルなどの溶媒中でアルケンと反応させると、単量体に解離したモノボランに付加反応を起こし、ヒドロホウ素化反応が起こる。

ジボランの構造

ジボランの、水素-ホウ素間の4個の電子のうち2個（ホウ素-水素-ホウ素の結合）は、ホウ素の空軌道を使っている。水素-ホウ素結合で結びついている4個の水素原子と2個のホウ素原子は同一平面上に位置するが、ホウ素-水素-ホウ素の結合の中間に位置する2つの水素原子は平面の上下にある。このような結合を三中心二電子結合と呼ぶ。

ジボランの用途

ジボランは半導体材料ガスとして重要である。重合触媒や還元剤、ロケットの推進剤としても役立つ。ただし、引火性が高く、爆発性で、さらに毒性が高い。

ジボランを用いると、半導体表面にホウ素をドープ（添加）できる。シリコン膜上にホウ素をドープすると、電子の不足した領域、すなわちp型のシリコン膜を形成できる。なお、n型のシリコン膜を形成するには電子が過剰なヒ素をドープすればよいため、アルシンを用いる。単なるシリコン薄膜形成にはシラン（モノシラン）やジクロロシランが適する。

ジボランをドープするには化学気相成長 (CVD) 装置などの真空チャンバーを用いる。水素をキャリア（薄めるガス）としたジボランを通じ、放電を起こすことでドープできる。また、他のボラン類の合成材料ともなる。

ジボランの危険性

ジボランの自然発火温度は 38 ℃ - 52 ℃ と低く、爆発範囲は 0.8 - 98 % と広い。ホウ酸と爆発性の高い水素に分解しやすいことから、高圧ガス保安法では「その消費に際し災害の発生を防止するため特別の注意を要するものとして政令で定める種類」として、ジボランを含む、モノシラン、アルシンをあらかじめ定めている。

ジボランの1日8時間作業の許容濃度は 0.1 ppm（TLV-TWA: Threshold Limit Values-Time Weighted Average、時間加重平均許容濃度）である。吸入すると咳や息苦しさを覚え、脱力感を覚えるという。なお、アルシンの許容濃度は 0.005 ppm である。

脚注

関連項目

• ジボラン(4)

表 話 編 歴 水素の化合物
二元化合物	CH4 SiH4 GeH4 SnH4 PbH4 HAt HBr HCl HF HI HN3 H2O H2O2 H2O3 H2S H2S2 H2Se H2Te NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3
多元化合物	H[AuCl4] HBF4 HCN H2CS3 H[CuCl2] H2[CuCl4] HNC H2[PtCl4] H2[PtCl6] HSCN H2SiF6 HSNC オキソ酸 H3AsO4 H5As3O10 HBiO3 HBO2 H3BO3 HBrO HBrO2 HBrO3 HBrO4 HClO HClO2 HClO3 HClO4 HClO5 H2CrO4 H2Cr2O7 H2CO3 H2CO4 HFO HIO HIO3 HIO4 H5IO6 HMnO4 H2MoO4 HNCO HNO2 HNO3 HNO4 H2N2O2 HOCN HCNO HPH2O2 H2PHO3 H3PO3 H3PO4 H3PO5 H4P2O7 H4P2O8 H5P3O10 HReO4 HRuO4 H2RuO4 H2SeO3 H2SeO4 H2SeO5 H2SiO3 H4SiO4 H2Si2O5 H2SO4 H2SO5 H2S2O3 H2S2O4 H2S2O6 H2S2O7 H2S2O8 HTcO4 H2TeO3 H6TeO6 HVO3 H3VO4 H4V2O7 H2WO4 H2XeO4
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