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Nitrure de bore et valences [68221]

ECOLAMI

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Posté le : 01/10/2009, 17:05 (Lu 2609 fois)
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Bonjour,
Le nitrure de bore est un composée isoélectronique du carbone.
Cette molécule se comporte comme si le bore et l'azote étaient tétravalents alors qu'on sait que ce n'est pas le cas.
Ce qui serait possible est d'avoir 3 liaisons covalentes et une dative ou l'azote donnerait un doublet au bore.
Donc
1°quel est le type liaison qui permet d'obtenir ce résultat?
2° est-ce que les liaisons sont toutes identiques? Apparemment oui.



Tri+traitement Produits chimiques 77 (Seine et Marne)

Re: Nitrure de bore et valences [68222]

Mad chemist

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Posté le : 01/10/2009, 17:44 (Lu 2606 fois)
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D'un point de vue orbitalaire je ne concoit pas quatre liaisons, trois au plus une sigma et deux pi, la géometrie des orbitales fait que cela n'est pas concevable.
http://en.wikipedia.org/wiki/Boron_nitride
Si tu maitrise la langue de shakespeare il y a bien plus d'info que sur la page en français.

Il y est dit qu'il y a un caractère ionique ainsi que fortement covalent ???


Associé de recherche en chimie médicinale (Bac+5)

Re: Nitrure de bore et valences [68231]

maurice
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Posté le : 02/10/2009, 22:42 (Lu 2573 fois)
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Il y a deux sortes de nitrure de bore. Une variété qui est hexagonale et qui ressemble au graphite. Et une variété cubique qui ressemble au diamant.


Professeur de chimie de niveau préuniversitaire

Re: Nitrure de bore et valences [68232]

ECOLAMI

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Posté le : 03/10/2009, 00:10 (Lu 2567 fois)
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Citation : maurice
Il y a deux sortes de nitrure de bore. Une variété qui est hexagonale et qui ressemble au graphite. Et une variété cubique qui ressemble au diamant.

Bonjour Maurice,
Tu as raison, dans le cas ou la structure ressemble au graphite on peut n'employer que 3 liaisons pour faire tenir le pavage hexagonal, mais à la différence du graphite il n'y aurait plus de doubles liaisons.
Le nitrure de bore est incolore, cela peut être le signe de l'absence de doubles liaisons.
Dans le cas de la version analogue au diamant il faut absolument 4 liaisons identiques pour faire tenir les tétraèdres.


Tri+traitement Produits chimiques 77 (Seine et Marne)

Re: Nitrure de bore et valences [68254]

moulin

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Posté le : 04/10/2009, 08:38 (Lu 2545 fois)
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Cher Ecolami

J'ai ete tres intrigue par ta question.
Je suis alle voir le Pascal.
Il est consacre plusieurs dizaines de pages concernant les valences de Bore Aluminium Gallium.
Il y est dit en resume qu'il y a pour ces trois elements des psuedo valences de valeur un et deux mais que les valences sont en fait toujours 3 ; nulle part ils ne font mention de valence de valeur 4.
Peut etre les connaissances a ce sujet ont elles evoluees car l'edition des Pascal dont je dispose est de 1958.

Amities.


J-P Moulin

Le nitrure de bore dans le systeme cubique est dit selon Pascal plus dur que le diamant, j'avais lu cela depuis tres longtemps et cela m'a tyoujours amuse d epenser que le4 diamamnt qui n'est raye par rien est en fait un cliche.


J-P M.

Re: Nitrure de bore et valences [68261]

darrigan
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Posté le : 04/10/2009, 13:45 (Lu 2539 fois)
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En effet, la page anglaise de Wikipedia est très complète : http://en.wikipedia.org/wiki/Boron_nitride
Je vous conseille aussi, si vous y avez accès à Techniques de l'Ingénieur, Référence AF6630.

Le bore possède 3 électrons de valence et une sous-couche p incomplète.
L'azote possède 5 électrons de valence, soit 3 électrons célibataires et un doublet.
On a alors une structure isoélectronique de deux atomes de carbone (graphite, diamant).

Il existe 3 structures cristalline de BN. (voir Wikipedia)

Dans la structure alpha (type graphite, hexagonale, appelée aussi h-BN), chaque atome (B et N) a trois liaisons covalentes avec ses voisins (N et B, respectivement). Il reste le doublet sur l'azote et la case vide sur le bore. La conductivité électrique de h-BN est nulle alors que dans le graphite les électrons peuvent être délocalisés. Le gap de h-BN est 5,2 eV, ce qui en fait un isolant. D'autant plus que B et N ont des électronégativités différentes, ce qui fait que les liaisons dans BN sont partiellement ioniques (dans le plan). Dans le cas de h-BN, les liaisons dans le plan sont fortes, mais les forces inter-plans sont faible (van der Waals) ; h-BN est un bon lubrifiant solide, comme le graphite, mais sans être conducteur de l'électricité. (on l'appelle d'ailleurs "graphite blanc", blanc car comme l'a dit justement Ecolami, il n'y a pas de délocalisation électronique)

Le caractère partiellement ionique des liaisons, que ce soit dans h-BN ou les formes compactes, explique aussi que ces liaisons sont plus robustes, et les structures compactes (type diamant), plus dures que le diamant.

Dans ces structures compacte, chaque atomes est lié à 4 voisins. Là aussi, le gap est plus élevé dans c-BN que dans le diamant. Dans ce cas, l'hybridation est sp3 comme dans le diamant, sûrement par transfert d'un électron de l'azote au bore.

Malheureusement je n'ai pas accès un article qui pourtant a l'air bien : The formation of sp3 bonding in compressed BN, Meng, Y., Mao, H.-K. et al., Nature Materials, Volume 3, Issue 2, February 2004, Pages 111-114

Re: Nitrure de bore et valences [68285]

ECOLAMI

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Posté le : 05/10/2009, 23:31 (Lu 2511 fois)
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Bonsoir,
Merci pour ces explications
En fait les liaisons ne peuvent donc pas être toutes équivalentes. La dificulté d'imaginer une hybridation SP3 au lieu de la liaison dative tient au fait que thermodynamiquement ça ne doit pas exister.
Le nitrure de bore cubique est le second produit le plus dur qui existe. Sa dureté est la moitié de celle du diamant.

D'ailleurs quand on s'interesse aux autres composés non oxygénés du bore on trouve des bizarreries: le sous-oxyde de Bore, le carbure de bore B4C.
J'ai essayé un moment d'écrire la formule développée du carbure de bore et on se heurte au problème des valences encore: simplement il n'y a pas de possibilité de liaison polarisée. On a 4 Bore trivalents et un Carbone tétravalent: ça ne tombe pas "juste".


Tri+traitement Produits chimiques 77 (Seine et Marne)

Re: Nitrure de bore et valences [68287]

Mad chemist

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Posté le : 06/10/2009, 00:14 (Lu 2509 fois)
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Le carbure de bore a une dureté de 9,3 (dixit mon cour de chimie minérale) sachant que la dureté du diamant est de 10, il est utilisé pour certaine tête de forage dans des roches assez tendre à la place du diament me semble-t-il...


Associé de recherche en chimie médicinale (Bac+5)

durete de CB4 et de NB

moulin

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Posté le : 06/10/2009, 19:30 (Lu 2496 fois)
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Bonjour

J'ai verifie dans le Pascal et en effet contrairement a ce que je disais le nitrure de bore dans le systeme cubique est moins dur que le diamant ; j'ai cru l'avoir lu, cela m'avait particulierement frappe.

J-P Moulin


J-P M.

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