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Borohydrure de zirconium(IV)

Le borohydrure de zirconium(IV) est un composĂ© chimique de formule Zr(BH4)4. Il se prĂ©sente sous la forme d'un solide pyrophorique susceptible d'exploser et qui s'hydrolyse rapidement en prĂ©sence d'eau. Il prĂ©sent un point de fusion peu Ă©levĂ© et fond en donnant un liquide volatil. Le fait que le point de fusion et le point d'Ă©bullition de ce composĂ© soient plutĂŽt bas — respectivement 28,7 °C et 123 °C[2] — indique davantage un complexe qu'un sel ionique. Sa structure cristalline a rĂ©vĂ©lĂ© que trois des atomes d'hydrogĂšne des unitĂ©s BH4− sont coordonnĂ©s avec le cation central de zirconium(IV) Zr4+[3]. La thermolyse au-dessus de 250 °C donne une substance de composition moyenne ZrB2,76-3,74, la phase cristalline Ă©tant constituĂ©e de diborure de zirconium ZrB2 et le bore restant Ă©tant amorphe[4]. À l'Ă©tat gazeux, la dĂ©composition suit la rĂ©action suivante[5] :

Zr(BH4)4 ⟶ ZrB2 + B2H6 + 5 H2.
Borohydrure de zirconium(IV)
Image illustrative de l’article Borohydrure de zirconium(IV)
Représentation du complexe borohydrure de zirconium
Identification
No CAS 23840-95-1
Propriétés chimiques
Formule H16B4ZrZr(BH4)4
Masse molaire[1] 150,595 ± 0,031 g/mol
H 10,71 %, B 28,72 %, Zr 60,58 %,
Propriétés physiques
T° fusion 28,7 °C[2]
T° ébullition 123 °C[2]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

On peut l'obtenir en faisant réagir du borohydrure de lithium LiBH4 avec du chlorure de zirconium(IV) ZrCl4, ce qui donne du borohydrure de zirconium et du chlorure de lithium LiCl[6] :

4 LiBH4 + ZrCl4 ⟶ Zr(BH4)4 + 4 LiCl.

Le borohydrure de zirconium peut ĂȘtre utilisĂ© comme prĂ©curseur pour la production de diborure de zirconium ZrB2 massif, qui est une cĂ©ramique ultrarĂ©fractaire[6], ou pour le dĂ©pĂŽt de revĂȘtements sur des surfaces en verre ou en mĂ©tal[5]. Il est Ă©galement employĂ© comme rĂ©ducteur en chimie organique[7]. Il a Ă©tĂ© proposĂ© comme matĂ©riau de stockage de l'hydrogĂšne[8].

Notes et références
  1. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (de) Roth/Weller, GefĂ€hrliche Chemische Reaktionen, ecomed sĂ©curitĂ©, groupe HĂŒthig Jehle Rehm, Ă©dition d'aoĂ»t 2011.
  3. (en) Peter H. Bird et Melvyn R. Churchill, « The crystal structure of zirconium(IV) borohydride (at –160°) », Chemical Communications (London), no 8,‎ , p. 403-403 (DOI 10.1039/C19670000403, lire en ligne)
  4. (en) R. A Andrievskii, S. E Kravchenko et S. P. Shiklin, « Preparation and some properties of ultrafine zirconium boride and titanium boride powders », Inorganic Materials, vol. 31, no 8,‎ , p. 965-968
  5. (en) James A. Jensen, John E. Gozum, Deborah M. Pollina et Gregory S. Girolami, « Titanium, zirconium, and hafnium tetrahydroborates as "tailored" CVD precursors for metal diboride thin films », Journal of the American Chemical Society, vol. 110, no 5,‎ , p. 1643-1644 (DOI 10.1021/ja00213a058, lire en ligne)
  6. (en) Gary W. Rice et Richard L. Woodin, « Zirconium Borohydride as a Zirconium Boride Precursor », Journal of the American Ceramic Society, vol. 71, no 4,‎ , C181-C183 (DOI 10.1111/j.1151-2916.1988.tb05867.x, lire en ligne)
  7. (en) S. Narasimhan et R. Balakumar, « Zirconium Borohydride - a Versatile Reducing Agent for the Reduction of Electrophilic and Nucleophilic Substrates », Synthetic Communications, vol. 30, no 23,‎ , p. 4387-4395 (DOI 10.1080/00397910008087061, lire en ligne)
  8. (en) Grigorii L. Soloveichik, « Metal Borohydrides as Hydrogen Storage Materials », (consulté le ).
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