硫化ホウ素

Boron sulfide
IUPAC名 Boron sulfide
別称 Boron sesquisulfide, Diboron trisulfide
識別情報
CAS登録番号	12007-33-9
PubChem	123269
EC番号	234-504-9
SMILES S=BSB=S
InChI InChI=1S/B2S3/c3-1-5-2-4 Key: ZVTQDOIPKNCMAR-UHFFFAOYSA-N
特性
化学式	B2S3
モル質量	117.80 g/mol
外観	colorless crystals
密度	1.55 g/cm^3, solid
融点	563 °C, 836 K, 1045 °F
沸点	decomposes at high T
水への溶解度	decomposes
溶解度	soluble in ammonia
構造
結晶構造	monoclinic, mP40, SpaceGroup = P21/c, No. 14
配位構造	B: planar, sp^2
熱化学
標準生成熱 ΔfH^o	-240.6 kJ/mol
標準モルエントロピー S^o	327 J/mol K
標準定圧モル比熱, Cp^o	111.7 J/mol K
危険性
安全データシート(外部リンク)	trc-canada.com
GHSピクトグラム
GHSシグナルワード	危険(DANGER)
Hフレーズ	H225, H260, H311, H301, H318, H315, H335
Pフレーズ	P210, P280, P303+361+353, P231+232, P223, P402+404, P302+352, P312, P305+351+338, P405
主な危険性	source of H2S
NFPA 704	3 2 3
引火点	18°C (64.4°F)
関連する物質
関連物質	BCl3 Lawesson's reagent
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。

硫化ホウ素（りゅうかホウそ、Boron sulfide）は、化学式B₂S₃で表される化合物である。それは白色の、湿気に弱い固体である。ポリマー構造を持つ。この材料は、「ハイテク」ガラスの構成要素として、また有機硫黄化合物を調製するための試薬として注目されている。

反応

シリコンやリンの硫化物と同様に、B₂S₃は大気中の湿気などの微量の水と反応してH₂Sを放出する。この加水分解は次の理想方程式で説明される:

B
2S
3 + 3 H
2O → B
2O
3 + 3 H
2S

B₂S₃は、P₄S₁₀などの他の硫化物と混合すると容易にガラスを形成する。このようなガラスは従来のホウケイ酸ガラスと比較して、赤外線エネルギーの中周波を吸収しない。これらの三元相の一部は高速イオン伝導体である[1]。

B₂S₃はケトンを対応するチオンに変換する。たとえば、ベンゾフェノンからチオンへの変換は次のように進行する:

B
2S
3 + 3 (C
6H
5)
2C=O → B
2O
3 + 3 (C
6H
5)
2C=S

実際には、B₂S₃が過剰に使用されることになる[2]。

合成

初期の合成ではホウ化鉄およびホウ化マンガンと硫化水素を300°Cの温度で反応させる必要があった。一ホウ化物の変換は次の理想方程式で示される[3]:

2 FeB + 4 H
2S → B
2S
3 + FeS + 4 H
2

最初の合成は1824年に非晶質ホウ素と硫黄蒸気の直接反応によってイェンス・ベルセリウスによって行われた[4]。

    2 B  +  3 S  →  B₂S₃

フリードリヒ・ヴェーラーとアンリ・エティエンヌ・サント＝クレール・ドビーユはホウ素と硫化水素から出発する別の合成法を支持し、1858 年に初めて出版した[5][6]。

    2 B + 3 H₂S → B₂S₃ + 3 H₂

構造

B₂S₃のホウ素原子は平面三方晶で、架橋S原子を持つB₃S₃リングとB₂S₂リングに配置され、層間距離355pmの層構造を形成する。これは、三次元構造を持つ三酸化ホウ素とは異なる[7]。B₂S₃の分子、単量体の形態は、中心のB-S-B角度が約120°である平面V字形をしている[7]。

脚注

1. Kincs, Joseph; Martin, Steve W. (1996). “Non-Arrhenius Conductivity in Glass: Mobility and Conductivity Saturation Effects”. Physical Review Letters 76 (1): 70–73. Bibcode: 1996PhRvL..76...70K. doi:10.1103/physrevlett.76.70. PMID 10060436. https://lib.dr.iastate.edu/mse_pubs/67. 
2. Sato, R. (2004). "Boron Trisulfide". In L. Paquette (ed.). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. New York: J. Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289X.rb255. ISBN 0471936235。
3. Hoffmann, J. (1908). “Synthese von Borsulfid aus Ferro- und Manganbor”. Zeitschrift für anorganische Chemie 59 (1): 127–135. doi:10.1002/zaac.19080590116. https://zenodo.org/record/1428114. 
4. Berzelius, J. (1824). “Undersökning af flusspatssyran och dess märkvärdigaste föreningar [Investigation of hydrofluoric acid and of its most noteworthy compounds]”. Kongliga Vetenskaps-Academiens Handlingar [Proceedings of the Royal Science Academy] 12: 46–98. https://books.google.com/books?id=pJlPAAAAYAAJ&pg=PA46.  Reprinted in German as: Berzelius, J. J. (1824). “Untersuchungen über die Flußspathsäure und deren merkwürdigsten Verbindungen”. Annalen der Physik und Chemie 78 (10): 113–150. Bibcode: 1824AnP....78..113B. doi:10.1002/andp.18240781002. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k150878/f123.image.r=Annalen%20der%20Physic.langEN.  see especially pages 145–147.
5. Wöhler, F.; Deville, H. E. S.-C. (1858). “Neue Beobachtungen über das Bor und einige seiner Verbindungen [New observations concerning boron and some of its compounds]”. Liebigs Annalen der Chemie und Pharmacie 105 (1): 67–73. doi:10.1002/jlac.18581050109. https://books.google.com/books?id=muE2AAAAYAAJ&pg=PA67. 
6. Wöhler, F.; Deville, H. E. S.-C. (1858). “Du Bore”. Annales de Chimie et de Physique 52: 62–93. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k347939/f62.table. 
7. ^ グリーンウッド, ノーマン; アーンショウ, アラン (1997). Chemistry of the Elements (英語) (2nd ed.). バターワース＝ハイネマン（英語版）. ISBN 978-0-08-037941-8。