Octadécaborane

Octadécaborane
Structures de l'octadécaborane (n-B18H22 en haut et i-B18H22 en bas)
Identification
Nom UICPA	octadécaborane(22)
No CAS	12513-42-7
No ECHA	100.224.871
No CE	695-976-3
Propriétés chimiques
Formule	H22B18B18H22
Masse molaire[1]	216,773 ± 0,128 g/mol H 10,23 %, B 89,77 %,
Propriétés physiques
T° fusion	125-126 °C[2] 128-129 °C[2],[3],[4]
Précautions
SGH[5]
Attention
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'octadécaborane est un hydrure de bore de formule chimique B₁₈H₂₂. Il s'agit d'un solide incolore inflammable. Il est dépourvu d'application pratique, mais sa structure présente un intérêt théorique et pédagogique. On l'obtient par oxydation de l'anion [B₂₀H₁₈]⁻ ou par dimérisation de l'anion [B₉H₁₂]⁻.

On connaît deux isomères d'octadécaborane, le n- (normal) ou anti-^[6]et le i- (iso) ou syn-^[6], qui sont le premier exemple connu d'isomères de boranes^[7]. Les édifices moléculaires correspondants présentent un nombre inhabituellement élevé de liaisons B–B. De fait chaque isomère de C₁₈H₂₂ résulte de la réunion de deux fragments C₁₀H₁₄. Dans le n-C₁₈H₂₂ de symétrie Ci, les atomes de bore 5- et 6- d'un fragment C₁₀H₁₄ sont respectivement les atomes de bore 6- et 5- de l'autre fragment tandis que dans l'i-C₁₈H₂₂ de symétrie C2, les atomes 5- et 6- sont les mêmes pour les deux fragments^[8],[6]. Ces deux atomes de bore 5 et 6 sont coordonnés chacun à six autres atomes de bore. C'est le premier composé présentant des atomes de bore ayant une coordinence aussi élevée^[9].

L'isomère i-C₁₈H₂₂ est de surcroît un composé chiral, et fut, en 1969, le premier borane résolu en énantiomères distincts ; c'était alors le deuxième borane chiral connu, le premier étant B₁₆H₂₀ complètement asymétrique (C1)^[2],[10]. L'énantiomère (+)-i-C₁₈H₂₂, le plus pur préparé (« The purest preparation »), a ${\displaystyle \lbrack \alpha \rbrack _{D}^{20}}$ =+2250° (dichlorométhane, c=1)^[2].

Le n-C₁₈H₂₂ cristallise dans le système orthorhombique, groupe d'espace Pccn (n^o  56) avec comme paramètres de maille a = 1084,4 ± 0,3 pm, b = 1210,7 ± 0,3 pm et c = 1080,3 ± 0,4 pm. La masse volumique mesurée à 1,012 g/cm³ implique le nombre d'unités par maille, Z= 4 molécules de n-C₁₈H₂₂ par maille et donne une masse moléculaire de 216 ± 1 qui recouvre la valeur expérimentale connue. Les molécules de n-C₁₈H₂₂ possèdent comme élément de symétrie, uniquement un centre d'inversion et sont donc de symétrie Ci^[9].

Le racémique i-C₁₈H₂₂ cristallise dans le système monoclinique, groupe d'espace P2₁/c (n^o  14) avec comme paramètres de maille a = 919,9 ± 0,2 pm, b = 1318,0 ± 0,1 pm, c = 1251,5 ± 0,2 pm et β = 109°35'. La masse volumique mesurée à 1,003 g/cm³ implique le nombre d'unités par maille, Z= 4 molécules de i-C₁₈H₂₂ par maille et donne une masse moléculaire de 215,7 qui est en bon accord avec la valeur expérimentale connue de 216,8 pour la formule C₁₈H₂₂. Les molécules de i-C₁₈H₂₂ possèdent comme élément de symétrie, un axe C2 colinéaire à la liaison B5-B6 qui correspond à la liaison des deux fragments C₁₀H₁₄ et sont donc de symétrie C2. La disposition de ces deux fragments par rapport à cet axe explique que l'image dans un miroir d'une molécule de i-C₁₈H₂₂ ne lui soit pas superposable^[7].

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