硫化硼

硫化硼是一種無機化合物，化學式為B₂S₃。它曾在「高科技」玻璃與製備有機硫化合物方面受到重視。和硫化矽、硫化磷一樣，硫化硼可以和水（或者潮濕的空氣）反應，放出硫化氫。因此，硫化硼必須儲存在無水環境中。

硫化硼
IUPAC名 硫化硼(III)
別名	三硫化二硼
識別
CAS號	12007-33-9  Y
性質
化學式	B2S3
莫耳質量	118.1 g·mol⁻¹
外觀	白色晶體或無定形粉末[1][2]
密度	1.55 g/cm3(固態)
熔點	310 °C[1][3]； 510℃[2]
沸點	高溫下分解
溶解性（水）	水解
結構
晶體結構	單斜晶系, mP40
空間群	P21/c, No. 14
配位幾何	B: planar, sp2
危險性
主要危害	水解放出硫化氫
相關物質
相關化學品	氧化硼、硒化硼 磷化硼、矽化硼 勞森試劑
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

和氧化硼一樣，硫化硼和其他硫化物（如P₄S₁₀）混合時，形成玻璃。與傳統的硼矽玻璃相比，這類玻璃可以吸收低頻的紅外線的能量。

硫化硼可以將酮轉化為相應的硫酮。例如，二苯甲酮轉化為二苯甲硫酮的過程如下:

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

根據實踐，B₂S₃有很高的實用價值。^[4]

製備

第一次硫化硼的合成是由Jöns Jakob Berzelius在1824年，通過無定形硼與硫蒸汽的直接化合得到。^[5]

${\displaystyle {\mathsf {2B+3S\ {\xrightarrow {\ }}\ B_{2}S_{3}}}}$

Friedrich Wöhler和Henri Etienne Sainte-Claire Deville則在1858年用了另一種合成方法來製備硫化硼，他們用硼和硫化氫的反應來製備。^[6][7]

${\displaystyle {\mathsf {2B+3H_{2}S\ {\xrightarrow {\ }}\ B_{2}S_{3}+3H_{2}}}}$

除了以上方法外，B₂S₃還可以通過鐵或者錳的硼化物與硫化氫在300℃反應得到。^[8]

${\displaystyle {\mathsf {2FeB+4H_{2}S\ {\xrightarrow {\ }}\ B_{2}S_{3}+FeS+4H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2MnB+4H_{2}S\ {\xrightarrow {\ }}\ B_{2}S_{3}+MnS+4H_{2}}}}$

二硫化碳在930℃作用於硼單質也可產生硫化硼：

${\displaystyle {\mathsf {4B+3CS_{2}\ {\xrightarrow {930^{o}C}}\ 2B_{2}S_{3}+3C}}}$

物理性質

硫化硼是一種白色晶體或無定形的粉末，加熱變粘稠。微溶於三氯化磷和二氯化硫^[1]。

化學性質

硫化硼極易水解，也易醇解^[1][2]：

${\displaystyle {\mathsf {B_{2}S_{3}+6H_{2}O\ {\xrightarrow {\ }}\ 2H_{3}BO_{3}+3H_{2}S\uparrow }}}$

其水解在潮濕空氣中便可發生。

硫化硼也能還原氧化性的酸：

${\displaystyle {\mathsf {B_{2}S_{3}+9H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {\ }}\ 2H_{3}BO_{3}+12SO_{2}\uparrow +6H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {B_{2}S_{3}+24HNO_{3}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2H_{3}BO_{3}+3H_{2}SO_{4}+24NO_{2}\uparrow +6H_{2}O}}}$

應用

硫化硼可以應用於有機合成。也能用作核反應爐的控制棒^[2]。

參考資料

1. 《無機化合物製備手冊》.朱文祥 主編. 化學工業出版社（北京）.2006年9月第1版.ISBN 7-5025-8537-0.P₄₀₀.【XIII-14】三硫化硼
2. 《金屬硼化物與含硼合金》.鄭學家 主編.北京：化學工業出版社, 2012.5. P₁₈.第三節 硫化硼、磷化硼和矽化硼. ISBN 978-7-122-13581-0
3. 《無機化學叢書》氧 硫 硒分族.姚鳳儀 等. 北京：科學出版社.2011. 3.12.4 硼族元素硫化物
4. Sato, R. Boron Trisulfide. L. Paquette (編). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. New York: J. Wiley & Sons. 2004. doi:10.1002/047084289X.rb255.
5. Berzelius, J. 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]. 1824, 12: 46–98 [2014-01-13]. （原始內容存檔於2014-01-01）.
   Reprinted in German as:
   Berzelius, J. J. Untersuchungen über die Flußspathsäure und deren merkwürdigsten Verbindungen. Annalen der Physik und Chemie. 1824, 78: 113–150 [2014-01-13]. （原始內容存檔於2017-01-08）. see especially pages 145–147.
6. Wöhler, F.; Deville, H. E. S.-C. Neue Beobachtungen über das Bor und einige seiner Verbindungen [New observations concerning boron and some of its compounds]. Liebigs Annalen der Chemie und Pharmacie. 1858, 105 (1): 67–73. doi:10.1002/jlac.18581050109.
7. Wöhler, F.; Deville, H. E. S.-C. Du Bore. Annales de Chimie et de Physique. 1858, 52: 62–93 [2014-01-13]. （原始內容存檔於2019-11-10）.
8. Hoffmann, J. Synthese von Borsulfid aus Ferro- und Manganbor. Zeitschrift für Anorganische Chemie. 1908, 59 (1): 127–135. doi:10.1002/zaac.19080590116.