硼氫化鈾

硼氫化鈾(IV)是一種無機化合物，化學式為U(BH₄)₄，是一種綠色易揮發的固體，有放射性。

硼氫化鈾(IV)
別名	硼氫化鈾
識別
CAS號	12523-77-2  Y
ChemSpider	15385433
SMILES	[BH4-].[BH4-].[BH4-].[BH4-].[U+4]
InChI	1/2BH5.U/h2*1H5;/q2*-1;+2
InChIKey	KUMAXXHQRVBPEC-UHFFFAOYAW
性質
化學式	U(BH4)4
摩爾質量	297.4 g·mol⁻¹
溶解性（水）	反應
溶解性（正庚烷）	微溶
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

1952年，Hermann I. Schlesinger等人採用鈾的四鹵化物（UCl₄、UF₄）和鹼金屬硼氫化物為原料（如LiBH₄）為原料，在無水的液體介質中反應，生成硼氫化鈾(IV)^[1]：

UCl₄ + 4 LiBH₄ → U(BH₄)₄ + 4 LiCl

Hermann I. Schlesinger等人還用硼氫化鋁和鈾的四鹵化物反應製備U(BH₄)₄^[2]：

UF₄ + 2 Al(BH₄)₃ → U(BH₄)₄ + 2 Al(BH₄)F₂

但硼氫化鋁法存在嚴重的不足，當硼氫化鋁遇到微量潮濕的空氣時，便會自發性產生猛烈的爆炸。^[3]
在Hermann I. Schlesinger之後，В. В. Волков等人用固相的合成方法將四氯化鈾在磨球機中粉碎，得到硼氫化鈾(IV)^[2][4]，化學反應方程式如下：

UCl₄ + 4 LiBH₄ → U(BH₄)₄ + 4 LiCl

物理性質

硼氫化鈾(IV)為綠色、易揮發的固體（尤其超過30℃時顯著揮發^[5]），固態時為聚合物。^[1]硼氫化鈾(IV)微溶於正庚烷和高純苯。^[1]硼氫化鈾(IV)有兩種晶型。第一種為黃綠色的，第二種為翠綠色的。第二種晶型為正交晶系。溶液中的U(BH₄)₄會發生離解^[1]：

3 U(BH₄)₄ → U(BH₄)₆^2- + 2 U(BH₄)₃⁺

硼氫化鈾在不同溫度下的蒸汽壓^[1]

溫度/℃	蒸汽壓/mmHg
34.2	0.30
40.2	0.56
48.25	1.23
54.3	2.15
61.3	4.00

化學性質

硼氫化鈾(IV)和水、醇反應生成氫氣。與乙醚反應形成包含硼氫化鈾分子的乙醚絡合物，該化合物在-80℃比較穩定。^[1]硼氫化鈾(IV)是活潑的，在空氣中緩慢發生反應生成黃色或白色的不揮發性物質。硼氫化鈾(IV)在100℃分解，生成一種不揮發的物質，可自燃，可能是硼氫化鈾(III)，並在150℃進一步分解，產生UB₄和氫氣。^[5]

硼氫化鈾可與四甲基乙烯反應：^[6]

U(BH₄)₄ + 4 (CH₃)₂C=C(CH₃)₂ → U(H₃BC(CH₃)₂C(CH₃)₂H)₄

應用

硼氫化鈾(IV)可以用於鈾的同位素的分離。

硼氫化鈾在頻率I的光的照射下，含²³⁵U的化合物會被激發，而含²³⁸的不會被激發。同時，用頻率II的光照射它們，含有²³⁵U的會發生化學分解，而含有²³⁸U的不會分解。然後再加熱它們，使未分解的升華^[7]，²³⁸U(BF₄)₄會揮發，而²³⁵U(BF₄)₄在同樣的溫度下不會揮發。由上述方法可以實現鈾的同位素的分離。^[1]

硼氫化鈾(III)

硼氫化鈾(III)是一種無機化合物，化學式為U(BH₄)₃，在溶液中會發生離解^[1]：

3 U(BH₄)₃ → U(BH₄)₅^2- + 2 U(BH₄)₂⁺

硼氫化鈾(III)可以在100℃下熱分解硼氫化鈾(IV)得到^[8]：

2 U(BH₄)₄ → 2 U(BH₄)₃ + B₂H₆ + H₂