Diborano: por que não possui uma estrutura de Lewis válida?

[Leia antes: Exceções à Regra do Octeto]




O diborano é um composto deficiente de elétrons. Ele não possui uma estrutura de Lewis válida, porque poucos elétrons estão disponíveis. O diborano tem oito átomos, portanto seriam necessárias sete ligações; entretanto, só existem doze elétrons, de forma que só se pode ter seis pares de elétrons de ligação.

De acordo com a teoria dos orbitais moleculares, esses pares de elétrons são considerados deslocalizados por toda a molécula e sua capacidade de ligação é compartilhada por vários átomos.

Neste caso,  um  único  par  de elétrons está deslocalizado pelas  ligações em ponte B-H-B são ligações 3c, 2e (3 centros e 2 elétrons), nas quais dois elétrons são compartilhados entre três átomos com ordem de ligação igual a ½  para cada ligação da ponte. No diborano, existem duas ligações B-H-B 3c, 2e, onde dois átomos de hidrogênio realizam uma ponte entre os dois átomos de boro, deixando dois átomos de hidrogênio adicionais em ligações ordinárias em cada átomo de boro.  As ligações em ponte no B₂H₆ são mais longas e mais fracas do que as ligações terminais. A combinação de três orbitais atômicos forma três orbitais moleculares: um ligante, um não-ligante e um antiligante. Os dois elétrons vão para o orbital ligante, resultando em um efeito de rede de ligação e constituindo uma ligação entre três átomos.

                                      Fig.2 - Parte sombreada mostra a ligação em ponte                  

Um orbital sp³ de cada um dos átomos de boro interage com o orbital 1s do hidrogênio. Isso leva à formação de um orbital molecular deslocalizado envolvendo os três núcleos contendo um par de elétrons.

O diborano é um gás incolor que se inflama em contato com o ar:

    

Aquecido a elevadas temperaturas, ele se decompõe em hidrogênio e boro puro:

    

Produção

Referências: Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio-ambiente; ATKINS, P.; JONES, L.; 3ª Edição; São Paulo, SP; Editora Bookman; 2007