硼氢化铀

硼氢化铀(IV)是一种无机化合物，化学式为U(BH₄)₄，是一种绿色易挥发的固体，有放射性。

硼氢化铀(IV)
别名	硼氢化铀
识别
CAS号	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
性质
化学式	U(BH4)4
摩尔质量	297.4 g·mol⁻¹
溶解性（水）	反应
溶解性（正庚烷）	微溶
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

1952年，Hermann I. Schlesinger等人采用铀的四卤化物（UCl₄、UF₄）和碱金属硼氢化物为原料（如LiBH₄）为原料，在无水的液体介质中反应，生成硼氢化铀(IV)^[1]：

UCl₄ + 4 LiBH₄ → U(BH₄)₄ + 4 LiCl

Hermann I. Schlesinger等人还用硼氢化铝和铀的四卤化物反应制备U(BH₄)₄^[2]：

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

但硼氢化铝法存在严重的不足，当硼氢化铝遇到微量潮湿的空气时，便会自发性产生猛烈的爆炸。^[3]
在Hermann I. Schlesinger之后，В. В. Волков等人用固相的合成方法将四氯化铀在磨球机中粉碎，得到硼氢化铀(IV)^[2][4]，化学反应方程式如下：

UCl₄ + 4 LiBH₄ → U(BH₄)₄ + 4 LiCl

物理性质

硼氢化铀(IV)为绿色、易挥发的固体（尤其超过30℃时显著挥发^[5]），固态时为聚合物。^[1]硼氢化铀(IV)微溶于正庚烷和高纯苯。^[1]硼氢化铀(IV)有两种晶型。第一种为黄绿色的，第二种为翠绿色的。第二种晶型为正交晶系。溶液中的U(BH₄)₄会发生离解^[1]：

3 U(BH₄)₄ → U(BH₄)₆^2- + 2 U(BH₄)₃⁺

硼氢化铀在不同温度下的蒸汽压^[1]

温度/℃	蒸汽压/mmHg
34.2	0.30
40.2	0.56
48.25	1.23
54.3	2.15
61.3	4.00

化学性质

硼氢化铀(IV)和水、醇反应生成氢气。与乙醚反应形成包含硼氢化铀分子的乙醚络合物，该化合物在-80℃比较稳定。^[1]硼氢化铀(IV)是活泼的，在空气中缓慢发生反应生成黄色或白色的不挥发性物质。硼氢化铀(IV)在100℃分解，生成一种不挥发的物质，可自燃，可能是硼氢化铀(III)，并在150℃进一步分解，产生UB₄和氢气。^[5]

硼氢化铀可与四甲基乙烯反应：^[6]

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

应用

硼氢化铀(IV)可以用于铀的同位素的分离。

硼氢化铀在频率I的光的照射下，含²³⁵U的化合物会被激发，而含²³⁸的不会被激发。同时，用频率II的光照射它们，含有²³⁵U的会发生化学分解，而含有²³⁸U的不会分解。然后再加热它们，使未分解的升华^[7]，²³⁸U(BF₄)₄会挥发，而²³⁵U(BF₄)₄在同样的温度下不会挥发。由上述方法可以实现铀的同位素的分离。^[1]

硼氢化铀(III)

硼氢化铀(III)是一种无机化合物，化学式为U(BH₄)₃，在溶液中会发生离解^[1]：

3 U(BH₄)₃ → U(BH₄)₅^2- + 2 U(BH₄)₂⁺

硼氢化铀(III)可以在100℃下热分解硼氢化铀(IV)得到^[8]：

2 U(BH₄)₄ → 2 U(BH₄)₃ + B₂H₆ + H₂