Borazane

Le borazane est un composé chimique de formule BH₃NH₃. Il s'agit d'un solide incolore d'aspect cireux utilisé principalement pour stocker efficacement l'hydrogène pour les applications alternatives aux hydrocarbures.

Identification
Borazane

N^o CAS	13774-81-7
N^o ECHA	100.170.890
Propriétés chimiques
Formule	H₆B NBH₃NH₃
Masse molaire[1]	30,865 ± 0,008 g/mol H 19,59 %, B 35,03 %, N 45,38 %,
Propriétés physiques
T° fusion	décomposition thermique dès 68 °C jusqu'à 97,61 °C
Masse volumique	0,780 kg/m³
Précautions
Directive 67/548/EEC
E Symboles : E : Explosif Phrases R : R5 : Danger d’explosion sous l’action de la chaleur. Phrases S : S14 : Conserver à l’écart des … (matières incompatibles à indiquer par le fabricant). S15 : Conserver à l’écart de la chaleur. Phrases R : 5, Phrases S : 14, 15,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Propriétés et structure

Le borazane adopte une configuration moléculaire semblable à celle de l'éthane CH₃-CH₃, mais la comparaison ne va pas loin puisque l'éthane est gazeux à température ambiante tandis que le borazane est solide : le borazane est en effet une molécule très polaire. La longueur de la liaison B–N est de 158 pm, tandis que celles des liaisons B–H et N–H sont respectivement de 115 pm et 96 pm.

Mésomères du borazane.

La structure du borazane a été élucidée par diffraction de neutrons. Elle indique une association étroite entre les centres NH et BH[2] - [3].

Préparation du borazane

La réaction du diborane avec l'ammoniac donne principalement le sel [(NH₃)₂BH₂]⁺, (BH₄)⁻, mais le borazane est le produit majoritaire à l'aide, par exemple, de tétrahydrofurane :

BH₃(THF) + NH₃ → BH₃NH₃ + THF

Réactions et utilisations

Le borazane a été proposé comme source d'hydrogène pour la propulsion automobile sans hydrocarbures car il libère de l'hydrogène H₂ en polymérisant, sous l'effet de la chaleur, successivement en (BH₂NH₂)_n et en (BHNH)_n, et permet de libérer davantage d'hydrogène à température ambiante et par unité de volume que l'hydrogène liquéfié.

Il peut également servir de réactif lors de synthèses organiques en tant qu'alternative stable au diborane B₂H₆.

Un mélange de borazane et de lanthane, chauffé au laser sous haute pression, produit du décahydrure de lanthane LaH₁₀, qui à 188 GPa est supraconducteur au-dessous de −13,5 °C[4] - [5].

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) W.T. Klooster, T. F. Koetzle, P. E. M. Siegbahn, T. B. Richardson et R. H. Crabtree, « Study of the N-H...H-B Dihydrogen Bond Including the Crystal Structure of BH₃NH₃ by Neutron Diffraction », Journal of the American Chemical Society, vol. 121,‎ 1999, p. 6337-6343 (DOI 10.1021/ja9825332)
(en) R. Boese, N. Niederprüm et D. Bläser, Molecules in Natural Science and Medicine, Chichester, England, E. Horwood, 1992 (ISBN 978-0135615980).
Sean Bailly, « De la supraconductivité à température quasi ambiante », Pour la science, n^o 496,‎ février 2019, p. 8.
(en) Maddury Somayazulu, Muhtar Ahart, Ajay K. Mishra, Zachary M. Geballe, Maria Baldini et al., « Evidence for Superconductivity above 260 K in Lanthanum Superhydride at Megabar Pressures », Physical Review Letters, vol. 122,‎ 14 janvier 2019, article n^o 027001 (DOI 10.1103/PhysRevLett.122.027001).

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