పెంటాబోరాన్

పెంటాబోరాన్ అనునది ఒక అకర్బన సంయోగ పదార్థం.ఈ రసాయన సంయోగ పదార్థాన్ని పెంటాబోరాన్ 11 (B5H11) కన్న భిన్న మైనదని తెలుపుటకు పెంటాబోరాన్9 అనికూడా వ్యవహారిస్తారు.పెంటాబోరాన్/ పెంటాబోరాన్9 యొక్క రసాయన సంకేత పదం B5H9.ఇది ఆక్సిజన్ యెడ ఎక్కువ చర్యాశీలత కల్గి ఉండటం వలన దీనిని ఒకప్పుడు రాకెట్, జెట్ ఇంధనంగా ఉపయోగించేప్రయత్నాలు చేసారు.చిన్న బోరోన్ హైడ్రేట్ లవలె పెంటాబోరాన్ రంగులేని, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆవిరిగా మారు (వోలటైల్) డైమాగ్నెటిక్ పదార్థం.

అణునిర్మాణం
పెంటాబోరాన్ అణునిర్మాణంలో అయిదు పరమాణువులు చతురాస్రాకార పిరమిడ్ ఆకారంలో అమరి ఉండును.ప్రతి బోరాన్ పరమాణువు టెర్మినల్ హైడ్రైడ్ లిగండ్ కల్గి, పిరమిడ్ ఆడుగు భాగంలో అంచులలో నాలుగు బోరాన్హైడ్రైలు అమరి ఉండును.ఈ అణు నిర్మాణాన్ని నిడోపంజరం అంటారు.

సంశ్లేషణ
పెంటాబోరాన్ ను మొదట అల్ఫ్రెడ్ స్టాక్ (Alfred Stock) అనునతడు సంశ్లేషణ చేసాడు.డై బోరాన్ ను 200 °C వద్ద పైరోలిసిస్ (pyrolysis ) చెయ్యడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేసాడు.ఇంతకన్నా మెరుగు పరచిన విధానంలో హైడ్రో బ్రోమిన్ ను (HBr) ను ఉపయోగించి B3H8− యొక్క లవణాలను బ్రోమైడ్ B3H7Br−గా పరివర్తించి, దీనిని పైరోలిసిస్ చేసిన పెంటాబోరాన్ ఏర్పడును.
5 B3H7Br− → 3 B5H9 + 5 Br− + 4 H2

భౌతిక లక్షణాలు

భౌతిక స్థితి
పెంటాబోరాన్ రంగులేని ద్రావణం.పులిసిన లేదా విరిగిన పాల వంటి ఘాటైన వాసన (pungent) కల్గి ఉంది. పెంటాబోరాన్ అణుభారం 63.12గ్రాములు/మోల్.

సాంద్రత
పెంటాబోరాన్ సంయోగ పదార్థం యొక్క సాంద్రత (25 °C) వద్ద 0.618 గ్రాములు/మి.లీ

ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత 
పెంటాబోరాన్ సంయోగ పదార్థం యొక్క ద్రవీభవన స్థానం −46.8 °C (−52.2 °F; 226.3 K)

బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత
పెంటాబోరాన్ సంయోగ పదార్థం యొక్కబాష్పీభవన స్థానం 60.1 °C (140.2 °F; 333.2 K)

ద్రావణీయత
పెంటాబోరాన్ హైడ్రోకార్బను, బెంజెన్ (benzene) సైక్లోహేక్సేన్ (cyclohexane), గ్రీజులో కరుగును. పెంటాబోరాన్ ను నిల్వ ఉమ్చినపుడుతక్కువ స్థాయిలో వియోగం చెంది తక్కువ ప్రమాణంలో హైడ్రోజన్, ఘన శేష పదార్థాలను ఏర్పరచును.

రసాయన చర్యలు
పెంటాబోరాన్ ను 150 °Cవరకు వేడి చేసిన వియోగం చెంది హైడ్రోజన్ వాయువును విడుదల చేయును.ఈ చర్యను ముసి ఉంచిన పాత్రలో చేసిన ఏర్పడు వత్తిడి ప్రమాదకరం కావోచ్చును. డై బోరాన్ కన్న నీటిసమక్షములో ఈరసాయన పదార్థం చాలా వరకు స్థిరత్వం కల్గి ఉండును.
పెంటాబోరాన్ ను హలోజనేసన్ (Halogenation) చెయ్యడం వలన B5H8X సౌష్టవాన్ని కల్గిన వ్యుత్పన్నములు (derivatives) ఏర్పడును.ఇలా ఏర్పడిన రసాయన వ్యుత్పన్న పదార్థాలను ఐసోమర్ చర్యకు లోను కావించడం, హైలిడ్ తో క్షారమును అనుసంధానం చేయవచ్చును, బలమైన క్షార రసాయన మైన అల్కైల్ లిథియం కారకాన్ని పెంటాబోరాన్ డిప్రోటోనెట్ చేయడం వలన ఏర్పడిన లిథియం లవణాలు డైవర్స్ ఎలక్ట్రోఫిలెస్ తో రసాయన చర్య వలన ప్రత్నామ్యాయ వ్యుత్పన్నములను ఎర్పరచును.పెంటా బోరాన్ ఒక లేవిస్ ఆమ్ల (Lewis acidic) గుణం కల్గిఉన్నది. ఇతర బోరాన్ హైడ్రైడ్ క్లస్టరులను తయారు చేయుటకు ఉపయోగిస్తారు.

రాకెట్ ఇంధనంగా వాడు ప్రయత్నం
అమెరికా, రష్యా సైనిక వ్యవస్థలు దీనిని అసాధారణ ఇంధనంగా భావించారు.మామూలు సాధారణ బోరాన్/బోరోన్ సంయోగ పదార్థాలు నీలి జ్వాలతో మండే గుణం కల్గి ఉన్నందున, దీనిని అమెరికా పరిశ్రమ గ్రీన్ డ్రాగన్ అని పిలిచేది, దహన ఉష్ణోగ్రతకు సంబంధించి, పెంటా బోరాన్ తో సమాన స్థాయి కల్గిన కర్బన సమ్మేళన పదార్థాలలోలకన్న పెంటాబోరాన్ ఉష్ణోగ్రత అధికం.కారణం సంమ్మేళనాలలోని కార్బన్ భారం బోరాన్ కన్న అధిక, బోరాన్లు అధిక హైడ్రోజన్ కల్గి ఉన్నందున, వీటి దహన ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువ. సులభంగా అణువులోని రసాయనిక బంధాలను విడగోట్టటాన్ని పరిగణలోకి తీసుకొన్నారు. పెంటాబోరాన్ అధిక వేగం కల్గిన జెట్ వాహనాల్లో ఇంధనంగా ఉపయోగించ విలున్నదన్నభావన ఈ రసాయన సంయోగ పదార్థం మీద ఆసక్తి, అనురక్తిని మొదట్లో పెంచింది.రాకెట్ మోటరులో ఎక్కువ స్థాయిలో స్పెసిఫిక్ ఇంపల్స్ కల్గించుటకు చోదక మిశ్రమంలో ఆక్సిజన్ డై ఫ్లోరైడ్, పెంటా బోరాన్ ను వాడినట్లు తెలుస్తున్నది.

అంతరిక్షప్రయోగాలు వేగంగా రుపు దిద్దుకుంతున్న సమయంలో అమెరికన్ ఇంజనీర్లు పెమ్తాబోరాన్ ను ఉపయోగించి రష్యా కన్న తక్కువ ఖర్చుతో తయారు చేయ వచ్చునని తలచారు. ఆవిధంగా ప్రాజక్టు పనులు చేపట్టారు. నార్త్ అమెరికన్ ఎవియేసన్ ( North American Aviation) వాళ్ళు XB-70 Valkyrie విమాన యొక్క రూపకల్పన, ప్రణాళిక రచన సమయంలో పెంటాబోరాన్ ను దాన్ని ఇంధనంగా ఉపయోగిమ్చాలను కున్నారు.కాని ఎయిర్ క్రాప్ట్ తయారి తరువాత ఇతర హైడ్రో కార్బన్ ను ఇంధనంగా నిర్ధారించారు. పెంటాబోరాన్ ను నైట్రోజన్ టెట్రాక్సైడ్ తో బై ప్రోపెల్లెంట్ (రెండవ చోదకం) గా వాడుటకు పరిశోధనకుడా చేసారు.వాలెంతిన్ గ్లుస్ఖో (Valentin Glushko),1962 నుండి1970వరకు RD-270M రాకెట్ ఇంజిన్ అభివృద్ధి చేయునపుడు పెంటాబోరాన్ ను ఇంధనంగా ప్రయోగాలు చేసాడు.అలాగే ఇతర బోరానులు, ప్రొపైల్ పెంటాబోరాన్ (BEF-2), డెకాబోరాన్ (REF-3) వంటివి, వాటి నుండి ఏర్పడిన వాటి నికూడా కూడా ఇంధనంగా వాడు ప్రయత్నాలు సాగాయి.

పెంటాబోరాన్ ను ఇంధనంగా వాడుటలో ఉన్న మొదటి ఇబ్బంది, దీని యొక్క హానికరమైన విష గుణం, గాలితో సంపర్కం వలన మంట/జ్వాలగా విస్పొటన చెందుటము. పెంటాబోరాన్ ను ఇంధనంగా జెట్ ఇంజిన్ లలో వాడినపుడు, వేలివాడు ఉద్గారాలు (exhaust) కూడా హానికరం.చాలా కాలం తరువాత పెంటాబోరాన్ ఇంధనంగా పనికిరాదని నిర్దారణ అయ్యాక 2000లో, తగినటు వంటి అన్ని జాగ్రత్తలు తీసుకుని, సంయుక్తరాష్ట్రాలు తమవద్ద నిల్వయుంచిన రాసాయనాలలోని1900పౌండ్ల పెంటాబోరాన్ ను ధ్వంసం చేసారు.పెంటాబోరాన్ ను హనిరహితంగా ధ్వంసం చేయుటకు, నీటిఆవిరిని ఉపయోగించి జలవిశ్లేషణచేయటం వలన పెంటాబోరాన్ హైడ్రోజన్, బొరిక్ఆమ్మ్లంగా వియోగం చెడినది.ఈ విధానానికి డ్రాగన్ స్లేయర్ అని ముద్దు పేరుపెట్టారు.

రక్షణ-భద్రత

మూలాలు/ఆధారాలు

రసాయన శాస్త్రం
రసాయన సమ్మేళనాలు
బోరాన్ సమ్మేళనాలు
అకర్బన సమ్మేళనాలు